贵州发现极危物种亮叶月季:主要生长在海拔700多米森林边缘

贵州发现极危物种亮叶月季:主要生长在海拔700多米森林边缘 据专家介绍,“亮叶月季”为中国特有种,被纳入《中国生物多样性红色名录-高等植物卷》,并评定为极危等级。目前,该物种仅零星发现于贵州、湖北、四川、重庆等地。受人类活动干扰、森林退化等多重因素影响,“亮叶月季”的野生资源已经极度濒危和罕见。这一发现提醒我们,必须加强对野生种质资源的保护,以维护生物多样性和生态平衡。值得一提的是,“亮叶月季”作为月季花的原始类型,具有重要的研究价值。通过对其遗传背景、生境需求、生理特性、濒危机制、物候特征等方面的深入研究,我们可以进一步了解月季植物的起源和演化历程,为遗传育种、生态保护、种质创新等领域提供重要参考。 ... PC版: 手机版:

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贵州发现新物种北盘江凤仙花:生长在海拔1300米湿地 约有5100株

贵州发现新物种北盘江凤仙花:生长在海拔1300米湿地 约有5100株 “北盘江凤仙花”属于凤仙花科凤仙花属,其显著特征包括黄色的花朵,花期集中在每年的10月至11月,随后进入果期,从11月持续到12月。在根、萼片、花粉及种子等性状上,这一新种与凤仙花属的其他近缘种存在显著差异,这为其独特性和新种地位提供了有力证据。科研人员自2019年10月起开始关注这一新物种,经过长时间的考察和研究,目前仅在贵州西部发现了5个野生种群分布点。这些种群生长在海拔1300米至1500米的山谷潮湿地带,总数约5100株。这一发现不仅丰富了凤仙花属的植物分类知识,也为未来的凤仙花新品种培育提供了宝贵的遗传资源和研究材料。“北盘江凤仙花”的发现是植物学领域的一项重要成果,它为我们认识和理解生物多样性提供了新的视角。同时,这一发现也提醒我们要更加关注和保护自然环境,确保这些珍贵的生物资源得以延续和繁衍。随着科研工作的深入,我们期待未来能够发现更多未知的生物物种,进一步推动生物多样性和生态保护的研究和实践。 ... PC版: 手机版:

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科学家在巴布亚新几内亚偏远森林中发现九种食肉陆生蜗牛新品种

科学家在巴布亚新几内亚偏远森林中发现九种食肉陆生蜗牛新品种 佛罗里达自然历史博物馆无脊椎动物学收藏馆馆长约翰-斯拉平斯基(John Slapcinsky)命名了在巴布亚新几内亚发现的九种肉食性陆地蜗牛新物种。图片来源:佛罗里达博物馆,杰夫-盖奇摄新几内亚岛的面积不到地球陆地面积的 1%,但却拥有地球上大约5%的生物多样性和大洋洲最大的完整雨林。在这一大片未开发的土地上,野生动物繁衍生息,但巴布亚新几内亚的原始森林也是伐木者的心头好,未来很可能成为保护动物的主战场。论文的第一作者、佛罗里达博物馆无脊椎动物馆馆长约翰-斯拉平斯基(John Slapcinsky)说:"这些蜗牛新品种是在仍有原生植被的地区发现的,目前看起来还不错,但如果情况发生变化,它们很容易濒临灭绝。"为了到达巴布亚新几内亚与世隔绝的森林,研究人员必须徒步翻越陡峭的山脉,有时还要利用倒下的树木穿过深达 100 多英尺的裂缝。巴布亚新几内亚几乎没有公路,这在历史上给有志于研究该地区的科学家带来了挑战,但同时也保护了本地动植物免受人类干扰和栖息地破坏。斯拉普钦斯基在 2002 年至 2012 年间九次前往巴布亚新几内亚,每次都至少停留一个月,对土壤和落叶进行梳理。最终,他从 200 多个地点收集了 19,000 多只蜗牛。蜗牛的详细照片不仅美观,还具有科学意义,提供了该物种的文献资料。图片来源:杰夫-盖奇拍摄的佛罗里达博物馆照片在他调查的蜗牛物种中,只有 31% 以前被记录过,这表明巴布亚新几内亚的生物多样性很高,而取样水平却很低。但是,这些蜗牛也特别难找,因为它们体型小,对栖息地挑剔,分布范围有限。几乎所有的蜗牛都局限于一个岛屿或山脉。这些新命名的蜗牛有着紧紧盘绕的飞盘状外壳,深浅不一的棕色和棕褐色,有些还带有诱人的金色或棕色绒带。其中一个新物种 Torresiropa paterivolans 因其外形酷似飞碟而得名(在拉丁语中,"patera"意为"飞碟","volans"意为"飞行")。所有九个物种的桡骨上都有匕首状的牙齿,这是食肉蜗牛的特征。斯拉普钦斯基说,这些蜗牛到底吃什么还是个谜,因为在观察过程中,这些蜗牛并没有吃任何东西。不过,牙齿的形状,再加上同科的其他物种Rhytididae都是食肉动物这一事实,表明这些新发现的蜗牛确实吃肉。目前还没有足够的数据来了解这一新物种的保护状况,但这是一个有希望的迹象,表明它们的栖息地尚未因人类活动而发生巨大变化。巴布亚新几内亚国家包括新几内亚岛的东半部和几个近海岛屿。图片来源:佛罗里达博物馆 John Slapcinsky 拍摄斯拉普钦斯基将这种情况与夏威夷群岛的情况进行了对比,夏威夷群岛的本地蜗牛正面临着濒临灭绝的危险。他与檀香山毕夏普博物馆(Bishop Museum)的一个团队合作,与州政府和联邦政府合作开展本地蜗牛群落的人工繁殖计划,其中许多群落中都有其物种的最后一个成员。他们还为被称为围栏的区域提供本地蜗牛,这些区域的捕食者已经被清除,本地森林也已重新种植。斯拉普钦斯基说,巴布亚新几内亚仍有机会避免这些昂贵的项目,方法是减缓森林砍伐,防止非本地捕食者的引入,以免其成为更严重的问题。蜗牛非常容易受到栖息地干扰的影响,因为它们不容易长途跋涉,通常只能适应附近的环境。Slapcinsky说:"当这些栖息地受到威胁时,蜗牛往往会倒霉,因为它们哪儿也去不了。"过去发现的许多蜗牛新物种,尤其是在太平洋岛屿上发现的新物种都是在拯救它们为时已晚之后才被发现的。几个世纪前,复活节岛上的森林被完全砍伐,科学家们在检查化石沉积物时才知道岛上生活着许多蜗牛。但是,如果森林得到拯救,新几内亚岛上的物种仍然可以得到拯救。新命名的蜗牛让我们难得地看到了一个基本保持完好的生态系统,肯定还有许多类似的发现。Slapcinsky说:"我们并不了解外面的一切。大多数人可能没有意识到大多数无脊椎动物是多么鲜为人知,尽管95%到99%的动物都是无脊椎动物。你可以去一个地方,四处观察几个月,然后发现各种以前没有被描述过的东西"。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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科学家完成阿拉比卡基因组测序 为开发适应气候的咖啡打开大门

科学家完成阿拉比卡基因组测序 为开发适应气候的咖啡打开大门 参考基因组对于开发更能适应气候变化和抗病的品种至关重要。通过对阿拉比卡咖啡的参考基因组进行前所未有的测序,一个科学家联盟得以筛选出可能对咖啡抵抗锈病和其他疾病负有责任的基因(候选基因)。同时,他们还确定了与阿拉比卡咖啡香味有关的一些基因的表达。这项研究可为开发更适应气候变化的品种提供指导。图片来源:Gian Barros"有了基因组知识,我们就有可能获得以下两个方向的信息:通过指导杂交来培育品种,换句话说,为我们今后培育新品种的杂交提供参考;"Douglas Domingues 是巴西圣保罗大学路易斯-德凯罗斯农学院植物基因组学和转录组学小组的研究员,也是这篇论文(他当时还在圣保罗州立大学里奥克拉罗分校工作)的作者之一。据他说,对基因组进行测序是一场竞赛。"测序的价格下降了很多,而咖啡是少数几种还没有进行参考基因组测序的商品之一。其他小组也在尝试,在我们之前就有一篇论文发表了。但他们大多采用的是标准策略:选择一种有趣的植物进行栽培,然后对其基因组进行测序。"Domingues 所在的小组对一种植物进行了测序,这种植物从农艺学的角度来看并不有趣,但从遗传学的角度来看却大有可为。"我们参考基因组的优势在于它来自'二倍体'个体。这项工作的协调人、雀巢食品安全与分析科学研究所基因组学高级专家 Patrick Descombes 解释说。他解释说,阿拉比卡咖啡是一种四倍体:它有两个基因组,因为它是由另外两个物种融合而成的。"与常见的四倍体品种相比,通过对阿拉比卡咖啡的二倍体进行测序,科学家们可以获得更清晰、更简化的基因组视图。这样就能更精确地识别相似基因之间的变异,促进分子信息在改良研究中的应用。在这项研究中,研究小组能够更准确地确定这种融合发生的时间:不超过60万年前,C. canephora和C. eugenioides融合形成这种四倍体杂交种,并继续其进化之路。"我们利用阿拉比卡、罗布斯塔和尤金尼欧亚种的DNA信息得出了这一结论:我们能够做出更准确的推断,因为以前这一区间的年代在5万年到100万年之间。"Domingues报告说:"我们将这一时间窗口缩短为 35 万年至 60 万年。"这篇文章最近发表在《自然-遗传学》(Nature Genetics)杂志上,是包括巴西在内的十多个国家的科学家联合攻关的成果,这些科学家与一个以上的机构合作。就多明戈斯而言,他的参与得到了巴西国家科学基金会(FAPESP)的部分资助,该基金会通过青年研究员项目和博士后奖学金授予了苏珊娜-蒂米-伊万本-铃木(Suzana Tiemi Ivamoto-Suzuki),苏珊娜-蒂米-伊万本-铃木也是文章的作者之一。野生与栽培咖啡的基因多样性"我们利用参考序列来了解非洲原产地野生阿拉比卡咖啡的多样性,并将其与当今种植的阿拉比卡咖啡进行比较,"ESALQ-USP 的科学家解释说,研究小组对种植在世界各地的阿拉比卡咖啡品种以及在埃塞俄比亚森林中采集的野生标本进行了重新测序,并设法了解了野生咖啡与种植咖啡之间的差异。为了从基因组学的角度了解阿拉比卡的进化史,该研究小组对 46 个样本进行了测序,其中包括 3 个罗布斯塔样本、2 个尤金尼欧样本和 41 个阿拉比卡样本。后者包括一个 18 世纪的模式标本(分类群作者在描述该分类群时指定的实物标本,作为该分类群的基础材料)、12 个具有不同育种历史的栽培品种、帝汶杂交种(阿拉比卡与抗虫害的C. canephora品种自发杂交)及其与阿拉比卡的 5 次回交,以及从埃塞俄比亚大裂谷东西两侧采集的 17 个野生样本和 3 个野生/栽培样本。"我们使用了最新的基因组技术,即来自高保真 PacBio 系统(用于基因测序)的长读数和来自 Illumina 的短读数(用于分析遗传变异和生物功能的集成系统)的近距离连接,来生成染色体组装。这种组合产生了最高质量和完整性的染色体级组装,"Descombes 说。寻求抗病能力据 ESALQ-USP 教授介绍,在栽培品种中,对育种非常重要的是引入抗咖啡叶锈病的基因。20 世纪 30 年代,巴西在这方面发挥了重要作用。IAC(坎皮纳斯农艺研究所,也位于圣保罗州)是研究和育种的先驱中心。坎皮纳斯农艺研究所的研究人员向我们提供了该机构早在 20 世纪 30 年代就开始实施育种计划的植物。以病害为导向的育种工作出现在 20 世纪 60 至 70 年代,主要工作是将一种抗锈病的阿拉比卡植物(即所谓的帝汶杂交种)与生长在不同国家的植物进行杂交,从而培育出抗锈病的新品种。但当时还不知道是哪些基因产生了抗性。帝汶杂交种于 20 世纪 20 年代在帝汶岛的田间被发现,具有天然抗锈病和其他病害的能力。除锈病外,咖啡浆果病、咖啡浆果螟和咖啡二化螟是影响世界许多地区生产的另外三种主要害虫。气候变化也是控制病虫害的一个关键问题,因为气候变化会使病虫害蔓延到新的地区。雀巢农业科学研究所植物遗传学和化学组经理莫德-勒佩利(Maud Lepelley)透露说:"不同地区之间的生咖啡豆贸易也是导致某些病虫害向新地区传播的另一个因素。"在现已发表的论文中,研究小组设法找到了文献中已经与抗病性相关的基因集,这些基因只存在于改良后的品种中。"帝汶杂交种以某种方式获得了这些抗病基因,现在我们知道是哪些基因了。它们有几十种,但我们已经缩小了搜索范围。阿拉比卡咖啡有 69000 个基因,而我们已经缩小到了不到 30 个。"多明戈斯指出:"能够确定这些以前未知的候选抗性基因,是我们研究中前所未有的成就。"但这项工作远未结束,因为这些基因还有待测试。还需要进行更多的研究,以确定并培育出能够抵抗这些病虫害和其他咖啡病虫害的品种。利用分子遗传学,该研究小组还能够进行三重分离,表明埃塞俄比亚野生植物的遗传多样性不同于今天种植的咖啡,这可能是由于瓶颈效应和驯化造成的,因为在驯化过程中很少有植物被选中。科学家指出:"我们在此表明,由于驯化前的多重瓶颈效应,野生标本的遗传多样性已经很低,而被人类选择用于种植的基因型,包括古老的埃塞俄比亚本地品种和较新的品种,已经在一定程度上混合了不同的品系。"基因表达与咖啡香气与此同时,多明戈斯小组还观察到了一些与咖啡品质,尤其是香味有关的基因表达事件。他们研究了萜烯合成酶(在植物中与抵御昆虫有关),以及一个与咖啡中脂质化合物有关的基因,该基因编码脂肪酸去饱和酶。"我们在一个亚洲阿拉比卡品种中观察到,与香气和风味相关的基因在果实中由C. eugenioides亚基因组表达的多于另一个亲本。换句话说,其中一个基因组对饮料感官特性的贡献大于另一个基因组。"Domingues 说:"我们现在想知道的是:这是否适用于我们测序的所有品种,包括改良前和改良后的品种?"探索阿拉比卡咖啡中的基因相互作用这项研究揭示了C. canephora和C. eugenoides基因之间的相互作用如何与阿拉比卡咖啡的香味等特征相关联。阐明基因之间的相互作用有助于增进我们对阿拉比卡咖啡重要特征的遗传机制的了解,而这是开发新品种的基本前提,可以保证未来咖啡产品所需的咖啡豆的生产。这项工作的衍生项目已经在进行中。"我刚刚与法国研究人员合作启动了另一个项目,这也是第一项工作的衍生项目。我们现在要分析非栽培咖啡物种。我们希望了解非咖啡物种的基因组,这些物种所包含的特征与气候变化情景相关。我们的重点是对气候适应能力较强的物种进行测序。我们想知道它们有哪些基... PC版: 手机版:

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科学家揭示世界上最受欢迎的咖啡品种穿越千年的秘密

科学家揭示世界上最受欢迎的咖啡品种穿越千年的秘密 研究人员为阿拉比卡咖啡物种开发出了最高质量的参考基因组,揭示了其60万年来的进化过程及其在没有人类干预的情况下的自然发展。这一新基因组揭示了阿拉比卡咖啡因遗传多样性低而对气候变化和虫害的易感性,并为培育更能抵御环境压力的新品种提供了潜力。资料来源:布法罗大学由布法罗大学(University at Buffalo)部分领导的研究人员开发出了他们称之为最高质量的阿拉比卡咖啡(Arabica coffee)世界上最受欢迎的咖啡品种的参考基因组。这一新基因组揭示了咖啡在各大洲传承的千年秘密。今天发表在《自然-遗传学》(Nature Genetics)上的研究结果表明,阿拉比卡咖啡是 60 多万年前在埃塞俄比亚的森林中通过其他两个咖啡物种之间的自然交配发展起来的。研究发现,阿拉比卡咖啡的种群数量在数千年的地球冷热交替过程中此消彼长,最终在埃塞俄比亚和也门种植,然后传播到全球各地。该研究的共同通讯作者维克多-阿尔伯特(Victor Albert)博士是哥伦比亚大学文理学院生物科学系的帝国创新教授,他说:"我们利用现今存活植物的基因组信息回溯历史,尽可能准确地描绘出阿拉比卡的悠久历史,并确定现代栽培品种之间的关系。"星巴克和蒂姆-霍顿斯(Tim Hortons)等咖啡巨头专门使用阿拉比卡咖啡豆来冲泡他们每天供应的数百万杯咖啡,然而,部分原因是由于近亲繁殖的历史和种群规模较小导致遗传多样性较低,阿拉比卡咖啡豆容易受到许多病虫害的影响,只能在世界上病原体威胁较低、气候条件较为有利的少数几个地方种植。艾伯特说:"详细了解当代品种的起源和育种历史,对于开发更能适应气候变化的阿拉比卡新品种至关重要。"研究小组利用尖端的DNA测序技术和先进的数据科学完成了新的参考基因组测序,并从中测序出 39 个阿拉比卡品种,甚至还测序出瑞典博物学家卡尔-林奈(Carl Linnaeus)用来命名该物种的 18 世纪标本。参考基因组现在可在一个公开的数字数据库中查阅。这项研究的共同负责人之一、雀巢研究公司基因组学资深专家帕特里克-德斯孔布斯(Patrick Descombes)说:"虽然确实存在其他关于阿拉比卡咖啡的公开参考文献,但我们团队的工作质量极高。"我们采用了最先进的基因组学方法,包括长、短线程高通量DNA测序,创建了迄今为止最先进、最完整、最连续的阿拉比卡参考基因组。"阿拉比卡咖啡约占世界咖啡产品总量的 60%,它的种子帮助数百万人开始一天的工作或熬夜。然而,最初创造阿拉比卡咖啡的杂交是在没有人类干预的情况下完成的。阿拉比卡咖啡是由Coffea canephora和Coffea eugenioides自然杂交形成的,它从每个亲本中获得了两套染色体。科学家们很难确定这种异源多倍体化事件发生的确切时间和地点,估计时间从 1 万年前到 100 万年前不等。为了找到最初事件的证据,哥伦比亚大学的研究人员和他们的合作伙伴通过计算建模程序运行了各种阿拉比卡基因组,以寻找物种基础的特征。模型显示,在阿拉比卡的历史上出现过三次种群瓶颈,最早的一次发生在大约 2.9 万代人(或 61 万年前)。研究人员说,这表明阿拉比卡是在此之前的某个时间形成的,即 61 万年到 100 万年前。艾伯特说:"换句话说,产生阿拉比卡咖啡的杂交并非人类所为。很明显,这种多倍体事件发生在现代人类和咖啡种植之前。"长期以来,人们一直认为咖啡植物是在埃塞俄比亚发展起来的,但研究小组在从非洲东南部延伸到亚洲的大裂谷周围收集的咖啡品种却显示出明显的地理分野。所研究的野生品种全部来自西部,而栽培品种则全部来自最靠近分隔非洲和也门的曼德海峡的东部。这与咖啡种植主要始于 15 世纪左右的也门的证据相吻合。印度僧侣巴巴-布丹(Baba Budan)据说在 1600 年左右从也门偷运出了传说中的"七粒种子",从而培育出了印度阿拉比卡(Arabica)栽培品种,为今天咖啡的全球推广奠定了基础。Descombes说:"看起来也门咖啡的多样性可能是目前所有主要品种的创始人。咖啡并不是像玉米或小麦那样经过大量杂交培育出新品种的作物。人们主要是选择自己喜欢的品种,然后种植。因此,我们今天拥有的品种可能已经存在了很长时间。"气候如何影响阿拉比卡种群由于对人类起源的研究,东非的地理气候历史有据可查,因此研究人员可以将气候事件与野生和栽培阿拉比卡种群如何随时间波动进行对比。模型显示,在距今 2-10 万年前,该地区的人口数量曾长期处于较低水平,这与据信该地区在距今 4-7 万年前遭受的长期干旱和较冷气候大致吻合。然后,在大约 6-15000 年前的非洲湿润时期,人口数量有所增加,当时的生长条件可能更有利。在同一时期,大约 3 万年前,野生品种和人类最终栽培的品种相互分离。新加坡南洋理工大学助理教授 Jarkko Salojärvi 是这项研究的另一位共同通讯作者,他说:"它们偶尔还会相互繁殖,但很可能在非洲湿润期结束以及大约 8000 到 9000 年前海平面上升导致海峡变宽时停止了繁殖。"遗传多样性低对阿拉比卡咖啡构成威胁据估计,栽培阿拉比卡咖啡的有效种群数量仅为 10000 至 50000 个个体。遗传多样性低意味着它可能会像单一种植的卡文迪许香蕉一样,被病原体(如咖啡叶锈病)彻底消灭,而咖啡叶锈病每年会造成 10 亿至 20 亿美元的损失。参考基因组能够进一步揭示一个阿拉比卡品种品系是如何获得对该疾病的强大抵抗力的。帝汶咖啡是阿拉比卡咖啡和其亲本之一的卡内普霍亚咖啡在东南亚自发杂交形成的品种。该品种比阿拉比卡更抗病,也被称为罗布斯塔,主要用于速溶咖啡。因此,当罗布斯塔在帝汶岛与阿拉比卡杂交时,它也带来了一些病原体防御基因。阿尔伯特还在 2014 年共同领导了罗布斯塔基因组的测序工作。.阿尔伯特及其合作者目前的工作还展示了罗布斯塔基因组的高度改进版本,以及阿拉比卡的另一个祖先物种Coffea eugenioides 的新序列。育种者曾试图通过杂交来提高病原体的防御能力,而新的阿拉比卡参考基因组使本研究人员能够确定一个新的区域,其中蕴藏着RPP8 抗性基因家族的成员以及抗性基因的一般调控因子CPR1。Salojärvi说:"这些结果为提高阿拉比卡的抗病原体能力提供了一个新的目标基因座。"基因组还提供了其他新发现,比如哪些野生品种最接近现代种植的阿拉比卡咖啡。他们还发现,源自印度或斯里兰卡的荷兰早期栽培品种"Typica"很可能是法国人主要栽培的波旁品种的母本。阿尔伯特说:"我们的工作与重建一个非常重要家族的家谱并无二致。"编译来源:ScitechDailyDOI: 10.1038/s41588-024-01695-w ... PC版: 手机版:

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研究人员破译了阿拉比卡咖啡的基因组 追溯其无人参与的60多万年杂交史

研究人员破译了阿拉比卡咖啡的基因组 追溯其无人参与的60多万年杂交史 他们的研究结果发表在4月15日的《自然-遗传学》(Nature Genetics)杂志上,结果表明阿拉比卡咖啡是60多万年前在埃塞俄比亚的森林中通过其他两个咖啡物种之间的自然杂交发展起来的。研究发现,阿拉比卡咖啡的种群数量在数千年的地球冷热交替过程中此消彼长,最终在埃塞俄比亚和也门种植,然后传播到全球各地。该研究的共同通讯作者维克多-阿尔伯特(Victor Albert)博士是哥伦比亚大学文理学院生物科学系的帝国创新教授,他说:"我们利用现今存活植物的基因组信息回溯历史,尽可能准确地描绘出阿拉比卡的悠久历史,并确定现代栽培品种之间的关系。"星巴克和Tim Hortons等咖啡巨头专门使用阿拉比卡咖啡豆来冲泡他们每天供应的数百万杯咖啡,并以此作为卖点,这种咖啡豆要价较高的部分原因是由于近亲繁殖的历史和种群规模较小导致遗传多样性较低,阿拉比卡咖啡豆容易受到许多病虫害的影响,只能在世界上病原体威胁较低、气候条件较为有利的少数几个地方种植。因此,详细了解当代品种的起源和育种历史,对于开发更能适应气候变化的阿拉比卡新品种至关重要。研究小组利用尖端的DNA测序技术和先进的数据科学完成了新的参考基因组测序,并从中测序出 39 个阿拉比卡品种,甚至还测序出瑞典博物学家卡尔-林奈(Carl Linnaeus)用来命名该物种的 18 世纪标本。参考基因组现在可在一个公开的数字数据库中查阅。这项研究的共同负责人之一、雀巢研究公司基因组学资深专家帕特里克-德斯孔布斯(Patrick Descombes)说:"虽然确实存在其他公开的阿拉比卡咖啡参考文献,但我们团队的工作质量极高。我们采用了最先进的基因组学方法包括长、短线程高通量DNA测序创建了迄今为止最先进、最完整、最连续的阿拉比卡参考基因组。"人类最喜爱的咖啡实际上是在没有人类帮助的情况下进化而来的阿拉比卡咖啡约占世界咖啡产品总量的 60%,它的种子帮助数百万人开始一天的工作或熬夜。然而,最初创造阿拉比卡咖啡的杂交是在没有人类干预的情况下完成的。阿拉比卡咖啡是由Coffea canephora和Coffea eugenioides自然杂交形成的,它从每个亲本中获得了两套染色体。科学家们很难确定这种异源多倍体化事件发生的确切时间和地点,估计时间从 1 万年前到 100 万年前不等。为了找到最初事件的证据,哥伦比亚大学的研究人员和他们的合作伙伴通过计算建模程序运行了各种阿拉比卡基因组,以寻找物种基础的特征。模型显示,在阿拉比卡的历史上出现过三次种群瓶颈,最早的一次发生在大约 2.9 万代人(或 61 万年前)。研究人员说,这表明阿拉比卡是在此之前的某个时间形成的,即 61 万年到 100 万年前。艾伯特说:"换句话说,产生阿拉比卡咖啡的杂交并非人类所为。很明显,这种多倍体事件发生在现代人类和咖啡种植之前。"长期以来,人们一直认为咖啡植物是在埃塞俄比亚发展起来的,但研究小组在从非洲东南部延伸到亚洲的大裂谷周围收集的咖啡品种却显示出明显的地理分野。所研究的野生品种全部来自西部,而栽培品种则全部来自最靠近分隔非洲和也门的曼德海峡的东部。这与咖啡种植主要始于 15 世纪左右的也门的证据相吻合。印度僧侣巴巴-布丹(Baba Budan)据说在 1600 年左右从也门偷运出了传说中的"七粒种子",从而培育出了印度阿拉比卡(Arabica)栽培品种,为今天咖啡的全球推广奠定了基础。Descombes说:"看起来也门咖啡的多样性可能是目前所有主要品种的创始者。咖啡并不是像玉米或小麦那样经过大量杂交培育出新品种的作物。人们主要是选择自己喜欢的品种,然后种植。因此,我们今天拥有的品种可能已经存在了很长时间。"气候如何影响阿拉比卡的数量由于对人类起源的研究,东非的地理气候历史有据可查,因此研究人员可以将气候事件与野生和栽培阿拉比卡种群如何随时间波动进行对比。模型显示,在距今 2-10 万年前,该地区的人口数量曾长期处于较低水平,这与据信该地区在距今 4-7 万年前遭受的长期干旱和较冷气候大致吻合。然后,在大约 6-15000 年前的非洲湿润时期,人口数量有所增加,当时的生长条件可能更有利。在同一时期,大约 3 万年前,野生品种和人类最终栽培的品种相互分离。新加坡南洋理工大学助理教授 Jarkko Salojärvi 是这项研究的另一位共同通讯作者,他说:"它们偶尔还会相互杂交繁殖,但很可能在非洲湿润期结束以及大约 8000 到 9000 年前海平面上升导致海峡变宽时停止了繁殖。"遗传多样性低威胁阿拉伯咖啡据估计,栽培阿拉比卡咖啡的有效种群数量仅为 10000 至 50000 个个体。遗传多样性低意味着它可能会像单一种植的卡文迪许香蕉一样,被病原体(如咖啡叶锈病)彻底消灭,而咖啡叶锈病每年会造成 10 亿至 20 亿美元的损失。参考基因组能够进一步揭示一个阿拉比卡品种品系是如何获得对该疾病的强大抵抗力的。帝汶咖啡是阿拉比卡咖啡和其亲本之一的卡内普霍亚咖啡在东南亚自发杂交形成的品种。该品种比阿拉比卡更抗病,也被称为罗布斯塔,主要用于速溶咖啡。因此,当罗布斯塔在帝汶岛与阿拉比卡杂交时,它也带来了一些病原体防御基因。阿尔伯特还在 2014 年共同领导了罗布斯塔基因组的测序工作,他与合作者目前的工作还展示了罗布斯塔基因组的高度改进版本,以及阿拉比卡的另一个祖先物种Coffea eugenioides 的新序列。育种者曾试图通过杂交来提高病原体的防御能力,而新的阿拉比卡参考基因组使本研究人员能够确定一个新的区域,其中蕴藏着RPP8 抗性基因家族的成员以及抗性基因的一般调控因子CPR1。Salojärvi说:"这些结果为提高阿拉比卡的抗病原体能力提供了一个新的目标基因座。"基因组研究还提供了其他新发现,比如哪些野生品种最接近现代种植的阿拉比卡咖啡。他们还发现,源自印度或斯里兰卡的荷兰早期栽培品种"Typica"很可能是法国人主要栽培的波旁品种的母本。这一工作与重建一个非常重要家族的家谱并无二致。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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