菜豆的驯化

普通菜豆(Phaelous vulgaris L.)的驯化史对于理解农业起源至关重要。豆类是欧洲殖民者在北美报道的传统农业种植方法的“三姐妹”之一:美洲土著人明智地将玉米、南瓜和豆类套种在一起,提供了一种利用其各种特性的健康和环保的方式。...

普通菜豆(Phaelous vulgaris L.)的驯化史对于理解农业起源至关重要。豆类是欧洲殖民者在北美报道的传统农业种植方法的“三姐妹”之一:美洲土著人明智地将玉米、南瓜和豆类套种在一起,提供了一种利用其各种特性的健康和环保的方式。

Pile of Common Beans Pile of Common Beans

豆类是世界上最重要的豆科植物之一,因为它们富含蛋白质、纤维和复杂的碳水化合物。普通菜豆是迄今为止菜豆属最重要的经济驯化品种。

驯化特性

普通菜豆的形状、大小和颜色千差万别,从粉到粉,从黑到白。尽管存在这种多样性,野生大豆和家养大豆属于同一物种,所有五颜六色的大豆品种(“地方品种”)也属于同一物种,这被认为是人口瓶颈和有目的选择的混合结果。

野生大豆和栽培大豆的主要区别在于,国产大豆不那么令人兴奋。种子重量显著增加,种子荚比野生型更不容易破碎:但主要变化是在烹饪过程中粒径、种皮厚度和水分摄入的变异性降低。家养植物也是一年生植物,而不是多年生植物,这是一种选择的可靠性特征。尽管家庭用大豆品种丰富多彩,但其预测性要高得多。

驯化中心

学术研究表明,豆类是在两个地方驯化的:秘鲁的安第斯山脉和墨西哥的勒马-圣地亚哥盆地。野生菜豆如今生长在安第斯山脉和危地马拉:根据种子中豆素(种子蛋白)类型的变异、DNA标记多样性、线粒体DNA变异和扩增片段长度多态性,以及短序列重复标记数据,已经确定了两个独立的野生型大基因库。

中美洲基因库从墨西哥经中美洲延伸到委内瑞拉;安第斯基因库从秘鲁南部到阿根廷西北部。这两个基因库在大约11000年前发生了分化。一般来说,中美洲的种子是小的(每100粒种子含25克以下)或中等的(每100粒种子含25-40克),含有一种菜豆素,这是普通大豆的主要种子贮藏蛋白。安第斯形态的种子大得多(大于40克/100粒重),具有不同类型的豆素。

中美洲公认的地方品种包括墨西哥沿海靠近哈利斯科州的哈利斯科;杜兰戈位于墨西哥中部高地,其中包括平托豆、大北豆、小红豆和粉红豆;和中美洲,在低地热带中美洲,包括黑色,海军蓝和小白。安第斯品种包括秘鲁,在秘鲁的安第斯高地;智利北部和阿根廷的智利人;哥伦比亚的努埃瓦·格拉纳达。安第斯豆包括商业形式的暗红色和浅红色肾、白肾和蔓越莓豆。

起源于中美洲

2012年,Roberto Papa领导的一组遗传学家的研究成果发表在《美国国家科学院院刊》(Bitocchi et al.2012)上,为所有豆类的中美洲起源提供了依据。Papa和同事们研究了在各种野生和驯化形式中发现的五种不同基因的核苷酸多样性,包括安第斯山脉、中美洲和秘鲁与厄瓜多尔之间的一个中间位置的例子,并研究了基因的地理分布。

这项研究表明,野生型从中美洲传播到厄瓜多尔和哥伦比亚,然后进入安第斯山脉,在驯化之前的某个时间,那里的基因多样性受到严重瓶颈的影响。驯化后来在安第斯山脉和中美洲独立进行。豆类原产地的重要性在于原始植物的野生适应性,这使其能够进入多种气候状态,从中美洲热带低地到安第斯高地。

驯化年代测定

虽然豆类驯化的确切日期尚未确定,但在10000年前的阿根廷和7000年前的墨西哥考古遗址中发现了野生地方品种。在中美洲,国内普通豆类的最早种植发生在约2500年前的特瓦坎河谷(科克萨特兰),1300 BP的塔毛利帕斯(奥坎波附近的罗梅罗和瓦伦苏埃拉洞穴),2100 BP的瓦哈卡河谷(吉亚纳奎兹)。从安第斯-秘鲁的Las Pircas相遗址的人类牙齿中回收了来自菜豆的淀粉粒,年代约为6970-8210 RCYBP(距今约7800-9600日历年)。

来源

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  • 发表于 2021-10-15 11:27
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  • 分类:科学

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