3000年前的小麦基因测序

博物馆标本在收获3000年后获得了它的DNA密码……
11月11日2019

采访

Laura botigu,巴塞罗那农业基因组学研究中心

小麦

麦穗

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如果你曾经把一盒麦片放在橱柜里几个月,你就会知道它需要很长时间才能变质。但它会持续3000年吗?事实证明,答案是肯定的……或者至少可以很好地读取其基因,正如科学家刚刚发现的那样,使用3000多年前收获的谷物。菲尔·桑塞姆……

这一切都始于20世纪20年代对埃及的一次探险。在那里,英国考古学家发现了一些保存完好的小粒二粒小麦。

劳拉——这是最早在近东被驯化的小麦之一——大约在10000年前。

菲尔-这些谷物随后被转移到伦敦的皮特里埃及考古博物馆。它们在那里呆了100年,直到一位伦敦大学学院的科学家在BBC的一部纪录片中看到它们。他和他的同事们得到了博物馆的许可,开始尝试新的东西。用碳测定小麦的年代,然后分析它的DNA。

劳拉:我们对这些来自埃及的3000年前的样本进行了基因组测序。所以使用博物馆里的样本来发现指甲的结果是非常令人兴奋的。

菲尔-这是劳拉·博蒂格尔,一位遗传学家,她是小麦样本测序团队的一员。

劳拉:我们对稻壳进行了测序,稻壳是一种通常包裹着种子的叶子。所以如果你想象一粒谷物,一粒麦粒,它的形状周围有这种美丽的金色。

每对叶子都缠绕在种子周围,而种子早已被虫子吃掉了。

劳拉:第一步是去除所有的蛋白质,释放DNA。当你这样做的时候,你是在盲目的,因为你遵循的协议很像一个食谱,但你不知道结果,直到你排序它。这有点挑战性。

菲尔-这是有效的,他们产生了古代小麦的完整基因组。他们发现,它的每一个基因都具有今天农作物所具有的许多有益特征,比如在合适的时候,大种子会留在植物上。但科学家们的主要目标是调查驯化小麦是如何在世界范围内传播的。为了做到这一点,他们将现代类型的小麦,即所谓的“陆地种族”与古代基因组进行了比对,以确定哪种类型的小麦最接近。

劳拉:至少中间是令人惊讶的,我们发现最近的亲戚是在阿拉伯半岛和印度种植的陆地种族,而不是过去在地中海种植的样本。

菲尔-这有什么好惊讶的。这都是关于早期作物技术如何在世界范围内传播。

劳拉-这是人类历史上的一次重大输血。它引发了人们生活方式和社会间互动的许多变化。这有时被称为新石器时代革命,狩猎采集者被农业人口所取代。

菲尔-科学家们以前认为,当植物最初在中东等地被驯化时,这种技术立即向四面八方传播到欧洲、非洲和亚洲。但是这个来自埃及的二代小麦基因组更接近于亚洲的陆地种族,而不是欧洲的。也许这意味着该技术在某些领域比其他领域来得更早。

劳拉:第一波可能是向北部和欧洲扩张,第二波是向地中海南部和亚洲扩张。

问题是为什么科技会这样发展。这里可能有欧洲人的偏见,但也可能有更多的东西。

劳拉:一个常见的问题是,欧洲通常比其他地方得到了更好的研究。如果你看一下考古遗址,我认为这种后来被取代的理论与你会发现的考古遗址的时间相吻合。但因为与欧洲相比,非洲国家是一个研究不足的地区。我想说的是,至少在后来的阶段知道为什么会发生这种情况是很有趣的。

菲尔:这项研究的另一个重要结论是,博物馆里的许多样本实际上可能是DNA的宝库——即使它们不能做一顿健康营养的早餐。

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