中國教育報(bào)-中國教育新聞網(wǎng)訊（記者 李瑩）近日，吉林大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院崔銀秋教授與植物科學(xué)學(xué)院王樂副教授團(tuán)隊(duì)利用古DNA技術(shù)成功獲取了世界首例古代核桃基因組，并綜合運(yùn)用古基因組學(xué)與群體遺傳學(xué)分析手段系統(tǒng)揭示了核桃在絲綢之路上的傳播路徑及遺傳演化特征。該研究為揭示絲綢之路上關(guān)鍵經(jīng)濟(jì)作物的傳播歷史與馴化軌跡提供了直接的分子證據(jù)。

古DNA研究長期以來多集中于人類和動(dòng)物骨骼，而古代植物遺存由于更易受環(huán)境影響發(fā)生降解或碳化，從中獲取高質(zhì)量基因組數(shù)據(jù)的難度極大，這也成為制約植物考古遺傳學(xué)發(fā)展的瓶頸。團(tuán)隊(duì)針對(duì)這一難題，通過優(yōu)化古DNA實(shí)驗(yàn)流程以及基因組數(shù)據(jù)分析方法，成功從新疆尉犁縣克亞克庫都克烽燧（唐代）和沙雅縣庫木庫克遺址（近代）的出土樣本中獲得了高質(zhì)量的核桃基因組數(shù)據(jù)。這是目前世界上已知最早的古代核桃基因組數(shù)據(jù)，為今后利用古DNA技術(shù)解析作物起源與演化提供了可借鑒的技術(shù)范式。

基于這一珍貴的古基因組數(shù)據(jù)，并結(jié)合全球196份現(xiàn)代核桃及鐵核桃的重測序數(shù)據(jù)，研究團(tuán)隊(duì)揭示了核桃在絲綢之路上的傳播與演化細(xì)節(jié)。首先，基因組分析顯示，唐代核桃樣本呈現(xiàn)出介于中南亞類群與中國內(nèi)陸類群之間的過渡遺傳結(jié)構(gòu)，且與中南亞類群都呈現(xiàn)出較為豐富的遺傳多樣性。這一發(fā)現(xiàn)直接證實(shí)了新疆是核桃自中亞馴化中心向東傳入中國內(nèi)陸的關(guān)鍵“中轉(zhuǎn)站”。同時(shí)，研究通過對(duì)功能基因的篩查，發(fā)現(xiàn)控制核桃內(nèi)隔膜（分心木）厚度的基因（XP_018805819.1）在唐代樣本中已體現(xiàn)為現(xiàn)代樣本的基因單倍型。這表明該等位基因可能在現(xiàn)代育種前已普遍存在或受到選擇的影響。研究還發(fā)現(xiàn)，新疆鞏留縣的野生核桃與當(dāng)?shù)卦耘喾N之間不存在基因交流，這提示野生核桃種群保持了獨(dú)特的遺傳獨(dú)立性，是未來育種改良的重要種質(zhì)資源。

該研究通過引入時(shí)間維度的古基因組數(shù)據(jù)，有效克服了僅依靠現(xiàn)代遺傳數(shù)據(jù)無法準(zhǔn)確還原歷史動(dòng)態(tài)的局限，不僅重現(xiàn)了千年前絲綢之路上作物交流的繁榮景象，也展示了古DNA技術(shù)在解答農(nóng)業(yè)考古問題上的巨大潛力。