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—— 第二部分 国家自然科学基金项目成果巡礼 ——

  浙江大学农业与生物技术学院张国平和他的研究团队,联合以色列、英国和澳大利亚等国的研究人员,以翔实的分子证据证明我国青藏高原及周边地区是世界栽培大麦的一个重要进化和起源中心,从而结束了80多年来国际上关于西藏野生大麦存在与否的争论,并明确该地区的野生大麦遗传多样性丰富,可为大麦及其它禾谷类作物的抗逆育种提供独特的基因资源。该研究成果于2012年10月2日以题为“Tibet is one of the Centers of Domestication of Cultivated Barley”的论文发表在PNAS上。

  大麦是世界第四大谷类作物,具有生育期短、适应性广、抗逆性强等特点,且集经济作物、粮食作物和饲料作物于一体。长期以来,国际大麦遗传学界一直认为,中东肥沃月湾(Fertile Crescent)地区是大麦的起源和进化中心。尽管早在上世纪30年代,瑞典人在四川道孚发现了野生大麦,但我国的野生大麦资源及其对栽培大麦进化的贡献仍未获得广泛关注。自上世纪60年代开始,我国研究者在青藏高原及其周边地区陆续采集到大量野生大麦资源,并从形态和细胞学水平上证明它们与生长在中东肥沃月湾地区的野生大麦存在着较大的差异,亦有学者提出该地区是栽培大麦的一个驯化中心的观点,但由于缺乏足够的科学证据而未被国际同行所认可。

  张国平和他的研究团队,利用全基因组覆盖尺度的分子标记(1309个DArT标记)对75个中东和95个西藏野生大麦材料以及世界各地的栽培大麦代表性品种进行系统的比较分析。聚类分析表明,中东和西藏野生大麦分别归类于两个大的类群;在球茎大麦为外标的进化体系内,计算得到中东和西藏这两大类野生大麦大约在276万年前开始分化。同时,从分子遗传学的方法佐证了西藏野生大麦的真实存在,但它与中东野生大麦在进化过程中的相互关系尚有待进一步研究。

  与此同时,该研究团队还利用结构分析等手段,进一步比较了东亚和地中海周边地区栽培大麦与中东和西藏野生大麦的亲缘关系。结果表明,青藏高原及其周边地区广泛种植的青稞(裸大麦)与中东野生大麦及其它地区的栽培大麦品种遗传关系较远,而与西藏野生大麦具有较强的遗传相似性。由此可以推论,我国的六棱裸大麦直接起源于西藏野生大麦。

  该研究结果不仅显著提升了我国大麦科研工作在国际上的学术地位,而且有助于促进我国独有的西藏野生大麦种质资源的发掘与利用,推动大麦遗传育种研究的发展。该研究得到科学基金面上项目和重点项目资助。

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