Nature Genetics|华大基因与荷兰瓦赫宁根大学科研人员共同揭示莴苣的驯化历史：从杂草到心爱的蔬菜已有6000年的历史
莴苣（Lactuca sativa）是世界范围内重要的蔬菜作物。 栽培的莴苣
被认为是从L. serriola驯化的。 然而，其起源和驯化历史仍有待阐明。 在这里，我们对包括主要生菜作物类型和野生近缘种在内的总共445个莴苣种进行了测序，并生成了一个完整的生菜基因组变异图谱。 对人口结构和人口统计学的深入分析表明，莴苣首先在高加索地区驯化，其特征是种子落粒的损失。 我们还确定了莴苣基因组中其他主要驯化性状的其他驯化性状和野生渗入的遗传结构。 这项研究为作物育种提供了宝贵的基因组资源，并为栽培莴苣的驯化历史提供了启示。
Lettuce (Lactuca sativa) is an important vegetable crop worldwide. Cultivated lettuce is believed to be domesticated from L. serriola; however, its origins and domestication history remain to be elucidated. Here, we sequenced a total of 445 Lactuca accessions, including major lettuce crop types and wild relative species, and generated a comprehensive map of lettuce genome variations. In-depth analyses of population structure and demography revealed that lettuce was first domesticated near the Caucasus, which was marked by loss of seed shattering. We also identified the genetic architecture of other domestication traits and wild introgressions in major resistance clusters in the lettuce genome. This study provides valuable genomic resources for crop breeding and sheds light on the domestication history of cultivated lettuce.
如今我们吃的卷心莴苣，橡叶莴苣，长叶莴苣和所有其他莴苣均来自6000年前在高加索地区改良的野生植物，因此可以从种子中收获植物油。 在古希腊人和罗马人进一步培育出植物以用作多叶蔬菜之后，生菜也随着时间的流逝而最终出现在我们的盘子上。 瓦格宁根大学研究部和中国深圳华大基因BGI对445种生菜进行了DNA分析，详细描述了莴苣的特殊历史。 他们的研究今天将发表在权威期刊《自然遗传学》上，并为更快，更有效地培育更具韧性的粮食作物打开了大门。
试想像一下，收集了2500种不同类型的生菜：世界上某个地方的农民曾经种植过大约1500种变种，而从路边和自然保护区中大约吸取了1000种野生莴苣植物。 然后尝试想象从所有这些类型的莴苣中收集到的DNA并用于确定我们板上的莴苣如何变成的。 第一批野生植物经过改良，可在6000年前在高加索地区种植。 这些最初的生菜仅适合收获种子以提取油，古希腊人和罗马人进一步培育了这些植物（当时，它们的叶子上还留有刺），可用作叶菜类蔬菜。 脱氧核糖核酸告诉的故事继续，直到美国人要求从野生品种的属性改变软，光滑的黄油莴苣变成坚硬，起皱的卷心莴苣。 我们已经从这些莴苣类型的DNA中了解了所有这些信息！
荷兰遗传资源中心（CGN）是荷兰基因库，隶属于瓦赫宁根大学与研究中心（WUR），管理着这种2500种莴苣类型的集合。 这是世界上最大，最完整和最有据可查的莴苣收藏。
与中国BGI合作，正在确定所有2500种类型的DNA顺序，包括分析遗传变异以及这些变异之间的差异和相似性。
前445种莴苣的结果导致在《自然遗传学》上发表了有关该作物的起源和育种历史的出版物。似乎可以获取大量信息。
事实证明，现代栽培的莴苣品种与高加索地区的野生莴苣很相似，并且必须已经种植了第一批栽培的莴苣作为种子并用作油料。 也可以重建莴苣通过罗马帝国在整个欧洲的缓慢迁移，以及从种子作物到叶片作物的过渡。
这项研究还能够确定最近的卷心莴苣在野生病毒莴苣的遗传物质上与“古代”黄油莴苣偏离的时间点，根据这些莴苣品种的家谱数据，长期以来人们一直怀疑这一事实。
对栽培莴苣的DNA信息和性状之间的关系分析表明，对生产和消费需要的性状进行了严格的选择，如“驯化性状”，如没有刺和刺，这导致了这些性状基因所在DNA区域的多样性减少。通过所谓的全基因组关联研究(GWAS)来分析DNA变异和性状之间的关系，似乎也可以确定几个基因在DNA中的位置。
该杂志的两位瓦赫宁根大学的共同作者罗布·范·特雷伦(Rob van Treuren)和西奥·范·欣图姆(Theo van Hintum)表示，这项研究完美地证明了从基因库收集的DNA信息中可以收集多少信息。它还表明，在气候变化和全球人口不断增长的时代，保存和保护生物多样性和遗传资源对于可持续的粮食供应是多么重要。
“确定我们收集的和其他人收集的材料的DNA顺序，使科学能够追踪到迄今为止隐藏在生菜和其他作物数千个品种和野生种群中的性状。”这样，我们就得到了打开一个巨大宝藏箱的钥匙。例如，假设研究表明某些基因对抗旱或抵抗某种疾病很重要。然后你就可以在DNA数据中搜索基因相似的遗传资源，利用这些资源，你可以比以前更快更有效地培育植物。这完全是革命性的。”
参考文献：
https://phys.org/news/2021-04-dna-lettuce-unraveled-years-weed.html
https://www.nature.com/articles/s41588-021-00831-0
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