杏仁驯化历史的遗传学解析：多源野生亲缘贡献与抗性基因流动

这篇研究通过群体遗传学（population genetics）和近似贝叶斯计算（ABC）方法，揭示了栽培杏仁（Prunus dulcis）的复杂驯化历史。研究分析了209份欧亚大陆样本的23个微卫星（SSR）标记，发现栽培杏仁分化为土耳其、高加索-中亚、南西班牙和欧洲/北美4个遗传簇，并证实其驯化源于中东地区的单次事件（可能来自P. orientalis或P. turcomanica），同时存在与P. fenzliana和P. spinosissima的基因流动。研究还发现抗李痘病毒（PPV）性状在多个栽培群体和野生种中独立存在，为杏仁育种提供了重要野生资源。

　　

1 引言

杏仁（Prunus dulcis）作为地中海和中东地区重要的坚果树种，其驯化历史长期缺乏系统研究。与橄榄、葡萄等多年生作物相比，杏仁的进化历程受生命周期长、基因流动频繁等因素影响，呈现独特模式。研究团队通过大规模采样（209份材料覆盖欧亚大陆）和高通量基因分型（23个SSR标记），首次系统解析了栽培杏仁与野生近缘种（如P. fenzliana、P. orientalis等）的遗传关系。

2 材料与方法

样本涵盖栽培杏仁158份和野生种51份，来自14个国家。通过STRUCTURE软件进行群体分群，结合F_ST和Jost's D分析遗传分化。创新性采用三阶段近似贝叶斯计算（ABC-RF）框架，模拟不同驯化场景下的基因流动模式，参数包括有效群体大小（N_E）、分歧时间（T）和迁移率（m）。

3 结果

3.1 遗传结构

在K=7时检测到4个栽培群体：土耳其阿卡达马尔岛（紫色）、高加索-中亚（粉色）、南西班牙（浅蓝）和欧洲/北美（深蓝）。野生种中，P. fenzliana（黄色）和P. spinosissima（绿色）形成独立基因池，而P. orientalis与P. turcomanica（灰色）存在基因渗透。

3.2 驯化起源

ABC模型支持单次驯化事件，最可能源自中东的P. orientalis（后验概率75%）。土耳其栽培群体与野生种存在双向基因流（迁移率m=0.002-0.005），而欧洲群体则呈现遗传隔离。

3.3 抗性特征

抗李痘病毒（PPV）性状在3个栽培群体（US179、西班牙品种"Rumbeta"、法国品种"Ferragnès"）和P. fenzliana野生种（3/20个体）中独立出现，暗示多起源抗性机制。

4 讨论

4.1 土耳其枢纽作用

阿卡达马尔岛群体因奠基者效应形成独特遗传簇（F_IS=0.045），而高加索群体（等位基因丰富度A_r=6.06±0.40）显示更高多样性，支持土耳其作为次级驯化中心。

4.2 野生资源价值

P. fenzliana（私有无等位基因A_p=1.79±0.27）和P. spinosissima（H_e=0.85）携带的抗逆基因，为应对气候变化（如抗旱性）和病害（如PPV）提供育种材料。

4.3 分类学争议

分子证据质疑P. orientalis与P. turcomanica的分类界限，二者在STRUCTURE分析中（K=8时）未能稳定分群，可能反映杂交起源或标记分辨率限制。

该研究为多年生作物驯化理论提供了新模式：即"单次驯化-多源渗透"的动态过程，同时强调了野生近缘种在果树可持续育种中的不可替代性。