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        你知道棉花的最早馴化栽培地在哪里嗎

        2024/2/23 14:00:00 來源: 評論(0)3994

        棉花

          大約20萬年前,一粒始發于中美洲西海岸的棉花種子一路向西漂流,在中國的海南島登陸后生根發芽、繁衍生息。

          直到2000~3000年前,海南島的先民發現它的后代,開始了四倍體棉花的馴化栽培。

          浙江大學團隊在Journal of Advanced Research(《先進研究期刊》)發表研究論文,文中還原了異源四倍體棉花這段數十萬年的演化史。

          研究團隊從基因組水平解析陸地棉海南本土棉花—半野生棉種蓬蓬棉(G. purpurascens)的進化地位,發現中國是四倍體棉花最早馴化栽培的國家之一。

          2019年,在海南崖城野外采集到一株棉花,計劃用作親本雜交育種實驗。當其他棉花含芳吐蕊,這株卻遲遲沒有動靜。

          “為什么不開花呢?”面對這棵身形略為魁梧的棉花,這‘暴露’了它是真正野生的棉花。許多野生的棉花帶有光周期敏感的基因,花期受光照時間的牽制,一到北方就不開花。

          這個性狀會影響到棉花的產量與品質,因此當前全球大規模栽培的棉花,都是已經剔除了這個遺傳特征的人工選育品種,更適合工業化大規模種植與采摘。

          野生品種是取之不盡的寶藏,它們一方面能幫助人類進一步了解作物在地球上的繁衍與馴化歷史;另一方面,隨著育種技術的不斷發展,野生作物保留下來的各種遺傳信息將會被進一步發掘。

          為此,棉花研究團隊將這株棉花的樣本命名為HPF17,對其進行了全基因組測序。

          基于現有的陸地棉全基因組重測序數據和11個陸地棉骨干親本基因組,研究發現,以HPF17為代表的海南本土野生棉花(Hainan Island cotton, HIC)屬于陸地棉中較原始的蓬蓬棉野生種系。

          異源四倍體陸地棉原產于中美洲。其多年生野生種在美國南部經過人工選擇,馴化成栽培的陸地棉或美棉,18世紀中期以后引種傳播到世界各地廣泛栽培。我國早期栽培的棉種是南亞地區起源的二倍體棉種亞洲棉,1949年以后大規模栽培的四倍體棉花品種也是美棉全球性傳播帶來的。

          但令人困惑的是,數千年前,我國海南的黎族先民就已經掌握了利用棉纖維紡織的技術,所使用的是一種獨特的本土棉花,這些本土蓬蓬棉是何時來到中國的,以及它在陸地棉中演化過程中的進化地位,一直未得到科學研究的確認。

          通過全基因組測序,確認了HIC的古老“身份”,它是20萬年前原產于中美洲的異源四倍體陸地棉的“直系”后代。研究表明,早在20萬年前,它就和原產于中美洲的異源四倍體陸地棉分家了。

          它是如何到達中國海南的?

          隨著太平洋洋流,它從中美洲西海岸逐漸西進到達中國南海諸島(海南島)。

          兩個證據:一是洋流分布,海南本土棉花的種子小而堅硬,帶絨毛的棉籽能夠在水中浮半年以上,目前,人們所知的代表性的野生蓬蓬棉在太平洋島嶼上的分布,與太平洋洋流吻合度高;二是它極強的耐鹽特性,能在鹽水里存活半年以上。

          海南島登陸后,蓬蓬棉是“野生”狀態,還是與人類的生產生活有交集?

          揭開這一謎團的是手工軋花機,一種給棉花脫籽的機器。徒手將纖維從種子上剝離非常費力,這是發展先民棉紡技術遇到的第一個難題。

          在研究了不同棉籽的纖維程度后,進一步確認,只有蓬蓬棉的棉纖維才需要用到軋棉機。木棉的纖維非常短,無法取得用于紡織的纖維;而海島棉和木棉,能夠輕易脫籽。從某種角度說,正是蓬蓬棉的棉籽特征才催生了軋棉機的誕生。

          在2000~3000年前左右,蓬蓬棉已經在海南島被初步馴化和小規模栽培,并用于紡織“崖州布”。這個時間點,早在哥倫布時期前,美棉馴化栽培前。三亞(崖州)可能是陸地棉最早馴化和栽培的地點之一,即中國是四倍體棉花最早馴化栽培的國家之一。


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