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<p>1793年，威廉&middot;布萊上尉載著數(shù)百棵面包果樹(shù)，將英國(guó)皇家海軍普羅維登斯號(hào)?？吭诩永毡群Ｐu國(guó)圣文森特和格林納丁斯的金斯敦。他的目標(biāo)很明確:引進(jìn)這種果實(shí)富含碳水化合物的長(zhǎng)壽樹(shù)，以廉價(jià)的價(jià)格養(yǎng)活在島上甘蔗種植園勞動(dòng)的英國(guó)奴隸。</p> <p>&nbsp;</p> <p>230年后的今天，由西北大學(xué)、芝加哥植物園和圣文森特植物園領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)植物生物學(xué)研究小組首次將加勒比海面包果的五個(gè)主要譜系追溯到布萊航海時(shí)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(shù)品種(或通過(guò)選擇性育種產(chǎn)生的品種)不僅存活了幾個(gè)世紀(jì)，而且還在蓬勃發(fā)展。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這項(xiàng)研究于1月5日發(fā)表在《當(dāng)代生物學(xué)》雜志上，當(dāng)天是布萊抵達(dá)加勒比海230周年紀(jì)念日。</p> <p>&nbsp;</p> <p>該研究的資深作者奈瑞&middot;澤雷加說(shuō):&ldquo;面包果是一種未被充分利用的作物，它沒(méi)有像其他主要作物那樣受到那么多的關(guān)注。&rdquo;&ldquo;然而，全球?qū)γ姘呐d趣正在增加，我們認(rèn)為這將是一個(gè)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(bǔ)充說(shuō):&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?yàn)槊姘羌Z食安全的重要作物，尤其是對(duì)那些極易受氣候變化影響的島國(guó)來(lái)說(shuō)，我們想要描述面包果作物的遺傳多樣性，以保護(hù)它們。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)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(xué)溫伯格藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院和芝加哥植物園合作的植物生物學(xué)和保護(hù)項(xiàng)目的主任，也是芝加哥植物園內(nèi)戈尼植物保護(hù)科學(xué)和行動(dòng)研究所的保護(hù)科學(xué)家。在進(jìn)行這項(xiàng)研究時(shí)，奧迪是澤雷加實(shí)驗(yàn)室的一名研究生?，F(xiàn)在，她是紐約市美國(guó)自然歷史博物館薩克勒比較基因組學(xué)研究所的實(shí)驗(yàn)室經(jīng)理，也是紐約大學(xué)的博士候選人。</p> <p>&nbsp;</p> <p><strong><span class="h1">&ldquo;Bounty&rdquo;號(hào)上的面包果</span></strong></p> <p><br />很多人可能都熟悉《Bounty號(hào)上的叛變》(Mutiny on the Bounty)中的布萊船長(zhǎng)，這是一部由克拉克&middot;蓋博(Clark Gable)主演的經(jīng)典系列書(shū)籍和電影，虛構(gòu)了艱苦的旅程和任務(wù)的最終失敗。(這部電影后來(lái)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(zhǎng)和他的船員乘坐英國(guó)皇家海軍(British Royal Navy)一艘名為&ldquo;Bounty&rdquo;號(hào)(HMS Bounty)的船只在塔希提島(Tahiti)停留，在那里與當(dāng)?shù)厝艘黄鹗占姘?。他們的目?biāo)是將面包果作為一種廉價(jià)的食物介紹給被迫在加勒比群島的英國(guó)種植園工作的奴隸。但這些計(jì)劃在1789年4月突然被放棄，當(dāng)時(shí)&ldquo;邦迪號(hào)&rdquo;的船員控制了這艘船，將布萊和他的18名忠實(shí)追隨者扔進(jìn)了海里。</p> <p>&nbsp;</p> <p>然而布萊活了下來(lái)，并繼續(xù)致力于采集和運(yùn)輸面包果的最初目標(biāo)。僅僅兩年后，他再次啟航&mdash;&mdash;這次乘坐的是英國(guó)皇家海軍&ldquo;普羅維登斯&rdquo;號(hào)，隨行船只是&ldquo;皇家海軍助理號(hào)&rdquo;。盡管布萊在&ldquo;Bounty&rdquo;號(hào)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(hào)的航海日志卻缺少這些關(guān)鍵的細(xì)節(jié)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;當(dāng)你看Bounty號(hào)的日志時(shí)，布萊仔細(xì)記錄了收集到的東西。&rdquo;澤雷加說(shuō)。但在第二次航行中，他在塔希提島停留的時(shí)間更短了，而且沒(méi)有任何關(guān)于他們實(shí)際收集的面包果品種名稱的記錄。他確實(shí)指出了五種無(wú)籽面包果，但隨后的歷史文獻(xiàn)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?yàn)樗鼘㈥P(guān)于植物的跨文化知識(shí)聯(lián)系起來(lái)。&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(lái)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(gè)基因方面的挑戰(zhàn)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>首先，無(wú)籽面包果樹(shù)是三倍體。換句話說(shuō)，它們有三個(gè)染色體副本，而不是更常見(jiàn)的兩個(gè)(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(shù)也不能有性繁殖，只有人類進(jìn)行無(wú)性繁殖才能存活。為了確保質(zhì)量控制，許多栽培果樹(shù)&mdash;&mdash;甚至是那些可以有性繁殖的果樹(shù)&mdash;&mdash;都采用了這種方法。</p> <p>&nbsp;</p> <p>澤雷加解釋說(shuō):&ldquo;當(dāng)你咬一口蜂蜜脆蘋(píng)果時(shí)，你會(huì)期待與麥金托什不同的味道和質(zhì)地。&rdquo;&ldquo;無(wú)性繁殖確保你得到你想要的。當(dāng)植物通過(guò)有性繁殖產(chǎn)生種子時(shí)，它們會(huì)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(wú)性繁殖中，由于體細(xì)胞突變，即樹(shù)的非生殖細(xì)胞的突變，仍然會(huì)產(chǎn)生變異。由于DNA修復(fù)中的壓力或錯(cuò)誤，體細(xì)胞突變可以自發(fā)發(fā)生。為了尋找最好的果實(shí)，人類有時(shí)會(huì)選擇發(fā)生體細(xì)胞突變的部分進(jìn)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(shù)枝，繁殖它，本質(zhì)上是克隆新的突變，重新長(zhǎng)出一棵有理想水果的樹(shù)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>無(wú)論是什么突變導(dǎo)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(cè)不同克隆系之間的DNA差異(即來(lái)自不同歷史&ldquo;母系&rdquo;的血統(tǒng))比檢測(cè)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(wú)籽面包果品種都非常相似，這使得對(duì)不同品種的遺傳特征進(jìn)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(duì)有時(shí)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(shí)的混亂。</p> <p>&nbsp;</p> <p><strong><span class="h1">連接各個(gè)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(dāng)?shù)刂R(shí)與歷史文獻(xiàn)和標(biāo)本、形態(tài)數(shù)據(jù)(對(duì)水果大小、形狀和紋理的觀察)和靶向基因組測(cè)序結(jié)合起來(lái)。</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(guó)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(shù)葉并測(cè)量樹(shù)葉大小、果實(shí)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(biāo)本室的歷史干燥壓制標(biāo)本補(bǔ)充這些樣本，其中包括1769年從詹姆斯&middot;庫(kù)克船長(zhǎng)率領(lǐng)的英國(guó)皇家海軍奮進(jìn)號(hào)航行中收集的標(biāo)本。</p> <p>&nbsp;</p> <p>回到芝加哥植物園的實(shí)驗(yàn)室，研究人員分析了200多個(gè)獨(dú)立的面包果樣本，主要集中在圣文森特和塔希提島的無(wú)籽面包果以及來(lái)自世界各地的樣本。這一過(guò)程包括從葉子樣本中提取DNA并進(jìn)行測(cè)序。在這些樣本中，研究人員最終確定了8個(gè)主要的全球面包果譜系，其中5個(gè)在加勒比海發(fā)現(xiàn)，可能代表了英國(guó)皇家海軍普羅維登斯號(hào)1793年最初引進(jìn)的面包果。</p> <p>&nbsp;</p> <p>三代女科學(xué)家能夠?yàn)橐粋€(gè)古老的謎團(tuán)提供答案:&ldquo;布萊船長(zhǎng)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(guó)家熱帶植物園面包果研究所</span></strong></p> <p><br />&ldquo;這是一個(gè)令人興奮的項(xiàng)目。&rdquo;夏威夷國(guó)家熱帶植物園面包果研究所名譽(yù)主任、研究合著者、澤雷加的前顧問(wèn)黛安&middot;拉貢說(shuō)。&ldquo;通過(guò)在塔希提島和加勒比海的實(shí)驗(yàn)室、植物標(biāo)本和圖書(shū)館的研究和實(shí)地考察，以及對(duì)夏威夷國(guó)家熱帶植物園保存的面包果樹(shù)的研究，三代女科學(xué)家能夠?yàn)橐粋€(gè)古老的謎團(tuán)提供答案:&lsquo;布萊船長(zhǎng)將哪些品種的面包果樹(shù)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(lái)自大洋洲的大量多樣化的種子品種，全球面包果譜系就會(huì)更多。目前的研究主要集中在無(wú)籽面包果上。</p> <p>&nbsp;</p> <p>奧迪說(shuō):&ldquo;我們?cè)诩永毡鹊貐^(qū)發(fā)現(xiàn)了五種遺傳譜系，這與我們?cè)谝恍v史文獻(xiàn)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(shuō):&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(shí)別的還要多，因?yàn)樗鼈兊挠H緣關(guān)系非常密切。&rdquo;&ldquo;即使我們沒(méi)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(jià)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(yíng)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(wú)籽，在烹飪中扮演的角色更像土豆。這種營(yíng)養(yǎng)豐富的食物與菠蘿蜜密切相關(guān)，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(wú)論是蒸、烤、炸還是發(fā)酵。面包果還可以制成面粉，以延長(zhǎng)其保質(zhì)期。</p> <p>&nbsp;</p> <p>一旦建成，一棵面包果樹(shù)可以存活幾十年，每年產(chǎn)出大量的果實(shí)。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(shù)木一樣，它也能從大氣中吸收二氧化碳。</p> <p>&nbsp;</p> <p>研究報(bào)告的合著者、圣文森特植物園館長(zhǎng)戈登&middot;j&middot;p&middot;夏洛說(shuō):&ldquo;下一個(gè)千年的糧食安全和糧食主權(quán)在于面包果無(wú)盡的尚未開(kāi)發(fā)的可能性。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>今年早些時(shí)候，澤雷加和西北大學(xué)的氣候科學(xué)家撰寫(xiě)了另一項(xiàng)研究(發(fā)表在《公共科學(xué)圖書(shū)館&middot;氣候》上)，該研究發(fā)現(xiàn)，面包果在面對(duì)人為造成的氣候變化時(shí)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(yù)測(cè)，條件的變化對(duì)面包果的影響較小。這意味著它可以在對(duì)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(xiàng)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(guó)園藝俱樂(lè)部、美國(guó)植物學(xué)會(huì)、西北雷斯尼克社會(huì)影響基金可持續(xù)發(fā)展和能源研究所以及西北大學(xué)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(xué)態(tài)度觀點(diǎn)。</p> </blockquote>