<p>1793年，威廉&middot;布萊上尉載著數(shù)百棵面包果樹，將英國皇家海軍普羅維登斯號?？吭诩永毡群Ｐu國圣文森特和格林納丁斯的金斯敦。他的目標很明確:引進這種果實富含碳水化合物的長壽樹，以廉價的價格養(yǎng)活在島上甘蔗種植園勞動的英國奴隸。</p> <p>&nbsp;</p> <p>230年后的今天，由西北大學、芝加哥植物園和圣文森特植物園領導的一個植物生物學研究小組首次將加勒比海面包果的五個主要譜系追溯到布萊航海時的那次引種。</p> <p>&nbsp;</p> <p>研究人員發(fā)現(xiàn)，原始的面包果樹品種(或通過選擇性育種產(chǎn)生的品種)不僅存活了幾個世紀，而且還在蓬勃發(fā)展。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這項研究于1月5日發(fā)表在《當代生物學》雜志上，當天是布萊抵達加勒比海230周年紀念日。</p> <p>&nbsp;</p> <p>該研究的資深作者奈瑞&middot;澤雷加說:&ldquo;面包果是一種未被充分利用的作物，它沒有像其他主要作物那樣受到那么多的關注。&rdquo;&ldquo;然而，全球?qū)γ姘呐d趣正在增加，我們認為這將是一個令人著迷的謎題。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>該研究的第一作者勞倫&middot;奧迪補充說:&ldquo;除大洋洲外，加勒比地區(qū)是全球最大的面包果產(chǎn)地之一。&rdquo;&ldquo;我們真的不太了解加勒比地區(qū)水果的遺傳多樣性。因為面包果是糧食安全的重要作物，尤其是對那些極易受氣候變化影響的島國來說，我們想要描述面包果作物的遺傳多樣性，以保護它們。實現(xiàn)這一目標的第一步是描述我們現(xiàn)有資源的多樣性。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>作為一名面包果專家，澤雷加是西北大學溫伯格藝術與科學學院和芝加哥植物園合作的植物生物學和保護項目的主任，也是芝加哥植物園內(nèi)戈尼植物保護科學和行動研究所的保護科學家。在進行這項研究時，奧迪是澤雷加實驗室的一名研究生?，F(xiàn)在，她是紐約市美國自然歷史博物館薩克勒比較基因組學研究所的實驗室經(jīng)理，也是紐約大學的博士候選人。</p> <p>&nbsp;</p> <p><strong><span class="h1">&ldquo;Bounty&rdquo;號上的面包果</span></strong></p> <p><br />很多人可能都熟悉《Bounty號上的叛變》(Mutiny on the Bounty)中的布萊船長，這是一部由克拉克&middot;蓋博(Clark Gable)主演的經(jīng)典系列書籍和電影，虛構(gòu)了艱苦的旅程和任務的最終失敗。(這部電影后來被翻拍了兩次&mdash;&mdash;馬龍&middot;白蘭度在1962年，安東尼&middot;霍普金斯在1984年。)</p> <p>&nbsp;</p> <p>布萊船長和他的船員乘坐英國皇家海軍(British Royal Navy)一艘名為&ldquo;Bounty&rdquo;號(HMS Bounty)的船只在塔希提島(Tahiti)停留，在那里與當?shù)厝艘黄鹗占姘?。他們的目標是將面包果作為一種廉價的食物介紹給被迫在加勒比群島的英國種植園工作的奴隸。但這些計劃在1789年4月突然被放棄，當時&ldquo;邦迪號&rdquo;的船員控制了這艘船，將布萊和他的18名忠實追隨者扔進了海里。</p> <p>&nbsp;</p> <p>然而布萊活了下來，并繼續(xù)致力于采集和運輸面包果的最初目標。僅僅兩年后，他再次啟航&mdash;&mdash;這次乘坐的是英國皇家海軍&ldquo;普羅維登斯&rdquo;號，隨行船只是&ldquo;皇家海軍助理號&rdquo;。盡管布萊在&ldquo;Bounty&rdquo;號的航海日志中記錄了八種面包果的名稱，但奇怪的是，普羅維登斯號的航海日志卻缺少這些關鍵的細節(jié)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;當你看Bounty號的日志時，布萊仔細記錄了收集到的東西。&rdquo;澤雷加說。但在第二次航行中，他在塔希提島停留的時間更短了，而且沒有任何關于他們實際收集的面包果品種名稱的記錄。他確實指出了五種無籽面包果，但隨后的歷史文獻提出了不同的數(shù)字。想要知道這在一定程度上是好奇心，但它也很有用，因為它將關于植物的跨文化知識聯(lián)系起來。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p><strong><span class="h1">遺傳的挑戰(zhàn)</span></strong></p> <p>&nbsp;</p> <p>缺乏來自普羅維登斯的歷史記錄并不是加勒比面包果遺傳多樣性特征一直具有挑戰(zhàn)性的唯一原因。有幾個基因方面的挑戰(zhàn)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>首先，無籽面包果樹是三倍體。換句話說，它們有三個染色體副本，而不是更常見的兩個(二倍體)。與二倍體相比，用于分析三倍體的遺傳工具并不多。</p> <p>&nbsp;</p> <p>三倍體面包果樹也不能有性繁殖，只有人類進行無性繁殖才能存活。為了確保質(zhì)量控制，許多栽培果樹&mdash;&mdash;甚至是那些可以有性繁殖的果樹&mdash;&mdash;都采用了這種方法。</p> <p>&nbsp;</p> <p>澤雷加解釋說:&ldquo;當你咬一口蜂蜜脆蘋果時，你會期待與麥金托什不同的味道和質(zhì)地。&rdquo;&ldquo;無性繁殖確保你得到你想要的。當植物通過有性繁殖產(chǎn)生種子時，它們會產(chǎn)生后代的變異&mdash;&mdash;就像人類兄弟姐妹之間的變異一樣。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>然而，在數(shù)千年的無性繁殖中，由于體細胞突變，即樹的非生殖細胞的突變，仍然會產(chǎn)生變異。由于DNA修復中的壓力或錯誤，體細胞突變可以自發(fā)發(fā)生。為了尋找最好的果實，人類有時會選擇發(fā)生體細胞突變的部分進行繁殖。因此，如果突變產(chǎn)生了理想的新葉或水果類型，人們可以剪掉發(fā)生突變的樹枝，繁殖它，本質(zhì)上是克隆新的突變，重新長出一棵有理想水果的樹。</p> <p>&nbsp;</p> <p>無論是什么突變導致了這種變化，都可能是極其微小的，很難從基因上確定。檢測不同克隆系之間的DNA差異(即來自不同歷史&ldquo;母系&rdquo;的血統(tǒng))比檢測同一克隆系內(nèi)突變引起的差異要容易得多。盡管如此，所有無籽面包果品種都非常相似，這使得對不同品種的遺傳特征進行研究具有挑戰(zhàn)性。</p> <p>&nbsp;</p> <p>最后，在太平洋和加勒比的島群內(nèi)部和外部，人們對有時看似相同的品種使用許多不同的名稱。這增加了描述多樣性時的混亂。</p> <p>&nbsp;</p> <p><strong><span class="h1">連接各個部分</span></strong></p> <p><br />為了克服這些挑戰(zhàn)，研究人員使用了各種工具。他們將當?shù)刂R與歷史文獻和標本、形態(tài)數(shù)據(jù)(對水果大小、形狀和紋理的觀察)和靶向基因組測序結(jié)合起來。</p> <p>&nbsp;</p> <p>與圣文森特植物園、圣文森特旅游部和圣文森特國家公園、河流和海灘管理局合作，研究小組的成員走遍了圣文森特。他們收集樹葉并測量樹葉大小、果實大小和形狀等。然后，他們用保存在世界各地博物館和植物園的植物標本室的歷史干燥壓制標本補充這些樣本，其中包括1769年從詹姆斯&middot;庫克船長率領的英國皇家海軍奮進號航行中收集的標本。</p> <p>&nbsp;</p> <p>回到芝加哥植物園的實驗室，研究人員分析了200多個獨立的面包果樣本，主要集中在圣文森特和塔希提島的無籽面包果以及來自世界各地的樣本。這一過程包括從葉子樣本中提取DNA并進行測序。在這些樣本中，研究人員最終確定了8個主要的全球面包果譜系，其中5個在加勒比海發(fā)現(xiàn)，可能代表了英國皇家海軍普羅維登斯號1793年最初引進的面包果。</p> <p>&nbsp;</p> <p>三代女科學家能夠為一個古老的謎團提供答案:&ldquo;布萊船長將哪些面包果品種引入了加勒比海?&rdquo;&rsquo;&rdquo;</p> <p><br />黛安娜Ragone</p> <p><br /><strong><span class="h1">國家熱帶植物園面包果研究所</span></strong></p> <p><br />&ldquo;這是一個令人興奮的項目。&rdquo;夏威夷國家熱帶植物園面包果研究所名譽主任、研究合著者、澤雷加的前顧問黛安&middot;拉貢說。&ldquo;通過在塔希提島和加勒比海的實驗室、植物標本和圖書館的研究和實地考察，以及對夏威夷國家熱帶植物園保存的面包果樹的研究，三代女科學家能夠為一個古老的謎團提供答案:&lsquo;布萊船長將哪些品種的面包果樹引入了加勒比海?&rsquo;&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>根據(jù)Zerega和其他人之前的工作，如果包括來自大洋洲的大量多樣化的種子品種，全球面包果譜系就會更多。目前的研究主要集中在無籽面包果上。</p> <p>&nbsp;</p> <p>奧迪說:&ldquo;我們在加勒比地區(qū)發(fā)現(xiàn)了五種遺傳譜系，這與我們在一些歷史文獻中發(fā)現(xiàn)的相吻合。&rdquo;&ldquo;這是令人興奮的梳理這段歷史，并首次從基因組上描述加勒比面包果的多樣性。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>澤雷加說:&ldquo;盡管如此，圣文森特的面包果種類可能比我們的遺傳方法所能識別的還要多，因為它們的親緣關系非常密切。&rdquo;&ldquo;即使我們沒有發(fā)現(xiàn)人們賦予不同名稱的植物之間的基因差異，這些名稱仍然具有意義和價值。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p><strong><span class="h1">面包果的重要性</span></strong></p> <p><br />盡管面包果在加勒比地區(qū)曾是奴隸的食物，但這種營養(yǎng)豐富的水果最終成為了該島飲食和文化的重要組成部分。盡管面包果的名字里有&ldquo;水果&rdquo;，但它富含淀粉，無籽，在烹飪中扮演的角色更像土豆。這種營養(yǎng)豐富的食物與菠蘿蜜密切相關，富含纖維、維生素和礦物質(zhì)。在面包果的原產(chǎn)地大洋洲，人們吃面包果已經(jīng)有幾千年的歷史了，無論是蒸、烤、炸還是發(fā)酵。面包果還可以制成面粉，以延長其保質(zhì)期。</p> <p>&nbsp;</p> <p>一旦建成，一棵面包果樹可以存活幾十年，每年產(chǎn)出大量的果實。而且，由于它是一種多年生作物，它比每年必須重新種植的一年生作物需要更少的能源投入(水和肥料)。像其他樹木一樣，它也能從大氣中吸收二氧化碳。</p> <p>&nbsp;</p> <p>研究報告的合著者、圣文森特植物園館長戈登&middot;j&middot;p&middot;夏洛說:&ldquo;下一個千年的糧食安全和糧食主權(quán)在于面包果無盡的尚未開發(fā)的可能性。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>今年早些時候，澤雷加和西北大學的氣候科學家撰寫了另一項研究(發(fā)表在《公共科學圖書館&middot;氣候》上)，該研究發(fā)現(xiàn)，面包果在面對人為造成的氣候變化時特別有彈性。盡管其他主要作物在炎熱的條件下掙扎，但研究人員預測，條件的變化對面包果的影響較小。這意味著它可以在對抗氣候?qū)е碌酿囸I方面發(fā)揮重要作用。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這項名為&ldquo;連接全球面包果品種名稱，連接230年分離后的歷史&rdquo;的研究得到了美國園藝俱樂部、美國植物學會、西北雷斯尼克社會影響基金可持續(xù)發(fā)展和能源研究所以及西北大學校友研究所的支持。</p> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>注：本文由院校官方新聞直譯，僅供參考，不代表指南者留學態(tài)度觀點。</p> </blockquote>