科学家剥开香蕉古老的DNA，发现三个“神秘祖先”

近日，一项发表在《Frontiers in Plant Science》上的研究表明，香蕉驯化历史比我们之前想象的还要复杂。研究结果证实，当今驯化品种的基因组中还包含另外三个未知祖先的痕迹。

　　

通常认为，香蕉是在7,000年前由新几内亚岛上的人们首次驯化的。然而，香蕉的驯化历史是复杂的，而它们的分类也会引起激烈的争论，因为物种和亚种之间的界限往往并不清晰。

近日，一项发表在《Frontiers in Plant Science》上的研究表明，这段历史比我们之前想象的还要复杂。研究结果证实，当今驯化品种的基因组中还包含另外三个未知祖先的痕迹。

国际生物多样性中心的法国科学家Julie Sardos博士表示：“在此，我们展示了现在的大多数二倍体栽培香蕉是从野生香蕉（M. acuminata）演变而来的，它们是不同亚种之间的杂交品种。至少有三个额外的‘神秘祖先’在数千年前参与了这个混合基因组的形成，但至今尚未被确认。”

复杂的驯化历史

人们认为，驯化的香蕉是由多个亲本杂交而来，要么是M. acuminata（A基因组）的不同亚种，要么是不同但亲缘关系相近的物种。M. acuminata似乎是在印度和缅甸之间的北部边境地区进化而来，而且大约1000万年就已经在大洋洲存在了。更复杂的是，驯化的品种可能有两套（二倍体）、三套（三倍体）或四套（四倍体）染色体，而且许多也是野生物种M. balbisiana（B基因组）的后代。

最近一些小规模的研究表明，尽管这些情况已经很复杂，但也许还不是故事的全部，与M. acuminata亲缘关系更远的祖先可能也参与了驯化过程。新的研究不仅证实了这一结果，而且首次表明这些基因库在驯化香蕉基因组中是很常见的。

香蕉采集任务

研究人员从比利时的“香蕉种质转移中心”采集了226份叶子，并开展DNA测序。在这些样本中，68份属于M. acuminata的九个野生亚种，154份属于M. acuminata的二倍体驯化品种，另有4份远缘野生品种和杂交品种用于比较。

研究人员首先测量了栽培香蕉与野生香蕉之间的亲缘关系，并根据39,031个单核苷酸多态性（SNP）建立了“家谱”。他们使用了其中一部分SNP对其祖先进行分析。他们首次在所有驯化样本的基因组中发现了另外三个祖先的痕迹，而在野外还没有找到与之相匹配的基因。

神秘的祖先

香蕉的神秘祖先可能早就灭绝了。Sardos博士称：“但我们个人认为，它们仍然生活在野外的某个地方，要么是科学研究不多，要么是根本没研究，这样看来，它们也许面临生存危机。”

对于应该去哪里寻找祖先，Sardos等人有一个很好的想法：“我们的基因比较结果表明，这些神秘的祖先要么来自泰国湾和中国南海西部之间的地区，要么来自婆罗洲北部和菲律宾之间的地区，要么来自新几内亚岛。”

培育出更好的香蕉

这些神秘的祖先为驯化香蕉贡献了哪些有用的性状，目前尚不清楚。例如，单性结实（即不需要授粉而结果）的关键特征被认为是遗传自M. acuminata，而适合烹饪的香蕉则有很大一部分DNA来自M. acuminata banksii亚种。

共同通讯作者、国际生物多样性中心的Mathieu Rouard博士表示：“确定栽培香蕉的祖先非常重要，因为它将帮助我们理解如今观察到的香蕉多样性的形成过程和路径，这是培育未来香蕉的关键一步。”

“育种人员需要了解目前驯化的二倍体香蕉的遗传组成，以便在不同品种之间进行杂交，而这项研究是对多个品种进行详细表征而迈出的重要一步。”

原文检索

Hybridization, missing wild ancestors and the domestication of cultivated diploid bananas

Front. Plant Sci., 07 October 2022