作科所揭示荞麦起源传播和人文环境演化规律

2月27日，中国农业科学院作物科学研究所特色农作物优异种质资源发掘与创新利用团队领衔的合作研究，明确了苦荞起源于喜马拉雅地区，随彝族迁移传播到中国西南地区，再从中国北方传播到欧洲的传播路径。揭示了苦荞中西盟佤族特有的米荞受人文环境选择的演变规律，解析了其易脱壳性状形成的遗传基础，为荞麦优异种质资源的保护开发利用提供了理论和材料基础。相关研究成果发表在《基因组生物学（Genome Biology）》上。

荞麦是重要的药食同源杂粮作物，富含芦丁等黄酮类物质，种植历史悠久，在不同民族和文化中演化出丰富多样的种质资源。西藏自治区野生苦荞分布范围广，农艺性状变异丰富，芦丁含量较高，推测可能是苦荞的起源中心；西盟佤族特有的米荞是苦荞中唯一具有果壳薄易脱壳性状的优异地方品种，受到了人文环境选择。这些丰富多样的荞麦种质资源为作物种质资源学理论研究奠定了材料基础。

研究团队对来自17个国家的567个样本进行了系统发育和遗传结构分析，发现苦荞样本可分为5个主要类群，其中包括喜马拉雅地区的野生类群（HW）、中国西南地区类群（SL）、中国北方地区类群（NL）等。其中喜马拉雅地区的苦荞具有更高的遗传多样性，更可能是苦荞的起源地。进一步的研究数据支持了苦荞从中国北方传播到欧洲的假设，并揭示了苦荞的传播历史：据推测约3300年前，苦荞随着彝族迁移从喜马拉雅地区传播到中国西南地区；约3000年前，苦荞传播到中国北方，进一步分化形成驯化程度更高的群体；约1000年前，苦荞随着蒙古帝国向西扩张从中国北方传播到欧洲，形成了其当前的全球分布格局。果壳薄易脱壳的米荞是佤族先民依据生活习惯在长期的自然选择和人工选择压力下演化成的地方品种。对米荞的基因组研究发现，参与细胞壁代谢的关键基因木聚糖酶抑制剂FtXIP启动子发生结构变异，造成FtXIP表达降低，从而导致米荞形成易脱壳性状，为苦荞脱壳育种提供了宝贵的基因资源。

该研究由作科所联合贵州师范大学和英国南安普顿大学等单位合作完成。作科所何毓琦助理研究员、张凯旋副研究员和博士生石亚亮为该论文共同第一作者，刘旭院士和周美亮研究员为本文的共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金和中国农科院青创项目的资助。

文章链接：https://doi.org/10.1186/s13059-024-03203-z