一個國際研究小組首次成功地對巖石大麥籽粒的基因組進行了測序。這是迄今為止要重建的最古老的植物基因組。這些6000年歷史的種子是從以色列朱迪亞沙漠馬薩達堡壘南部懸崖的Yoram洞穴中取出的，靠近死海。在遺傳上，史前大麥非常類似于在南黎凡特種植的現(xiàn)今大麥，支持在約旦河谷上游發(fā)生的大麥馴化的現(xiàn)有假設(shè)。

該研究小組的成員來自德國Gatersleben的萊布尼茨植物遺傳與作物植物研究所(IPK); 以色列拉馬特甘的巴伊蘭大學(xué); 希伯來大學(xué)，耶路撒冷，以色列; 德國耶拿馬克斯普朗克人類科學(xué)研究所; 和以色列海法大學(xué); 英國詹姆斯赫頓研究所; 美國加州大學(xué)圣克魯茲分校; 明尼蘇達大學(xué)圣保羅分校; 德國蒂賓根大學(xué)。

在耶路撒冷希伯來大學(xué)考古研究所的Uri Davidovich和大學(xué)的Zinman考古研究所的Nimrod Marom領(lǐng)導(dǎo)的系統(tǒng)考古發(fā)掘過程中，回收了分析的谷物以及成千上萬的其他植物遺骸。以色列海法?？脊胖参飳W(xué)分析由Bar-Ilan大學(xué)的Ehud Weiss領(lǐng)導(dǎo)。洞穴很難進入，大約6000年前人類僅在很短的時間內(nèi)使用，可能是短暫的避難所。

迄今為止重建的最古老的植物基因組

大多數(shù)對考古植物學(xué)研究結(jié)果的研究僅限于古代和現(xiàn)今基于其形態(tài)的標(biāo)本的比較。到目前為止，只有史前玉米已被遺傳重建。在這項研究中，該團隊成功地對6000年前的大麥谷粒的完整基因組進行了測序。結(jié)果現(xiàn)已發(fā)表在Nature Genetics期刊的在線版上。

“這些考古遺跡為我們提供了一個獨特的機會，讓我們最終對一個石炭石植物基因組進行測序。由于該地區(qū)極端干燥，遺傳物質(zhì)已經(jīng)保存了幾千年，”Bar-Ilan大學(xué)的Ehud Weiss解釋道。為了確定古代種子的年齡，研究人員將谷物分開并將其中一半用于放射性碳測年，而另一半則用于提取古老的DNA。“對我們來說，古老的DNA就像一個時間膠囊，它可以讓我們回到歷史中去研究農(nóng)作物的馴化在過去的不同時間點，“耶拿馬克斯普朗克人類歷史科學(xué)研究所的考古學(xué)系主任約翰內(nèi)斯克勞斯解釋說.Cllcolithic大麥谷的基因組是迄今為止最古老的植物基因組。

大麥的馴化很早就完成了

小麥和大麥已于1萬年前在肥沃的新月形成，這是一個鐮刀形區(qū)域，從現(xiàn)今的伊拉克和伊朗通過土耳其和敘利亞延伸到黎巴嫩，約旦和以色列。直到今天，這兩種作物的野生形式仍然存在于該地區(qū)，并且是海法大學(xué)進化研究所研究的主要模式物種之一。“從那里開始糧食種植??，后來傳播到歐洲，亞洲和北非，”海法大學(xué)的Tzion Fahima解釋道。

“我們的分析顯示，6000年前種植的種子與我們今天在該地區(qū)發(fā)現(xiàn)的野生形式在遺傳上存在很大差異。然而，它們顯示出與該地區(qū)現(xiàn)今的馴化線相當(dāng)?shù)倪z傳重疊，”Nils Stein解釋說。在蘇格蘭鄧迪的James Hutton研究所的Robbie Waugh及其同事和明尼蘇達大學(xué)的Gary Muehlbauer的支持下，在萊布尼茨植物遺傳學(xué)和作物植物研究所(IPK)，Gatersleben將古代基因組與現(xiàn)代基因組進行比較， 美國。“這表明，肥沃新月中大麥的馴化已經(jīng)很早就進展了。”

根據(jù)Tzion Fahima和他在大學(xué)的同事的說法，將古代種子與該地區(qū)的野生種子和所謂的“地方品種”(即近東農(nóng)民種植的當(dāng)?shù)卮篼溒贩N)進行比較，從而能夠在地理上提出建議。海法和以色列的Tel-Hai學(xué)院，“約旦河谷上游大麥馴化的起源 - 這一假設(shè)也得到了周邊地區(qū)的兩個考古遺址的支持，這些遺址中發(fā)現(xiàn)了迄今為止最早的大麥種植遺骸。

移民“信任”現(xiàn)存的地方品種

與該地區(qū)現(xiàn)今的馴養(yǎng)品系的遺傳重疊也向研究人員揭示。“這種相似性是一個驚人的發(fā)現(xiàn)，考慮到氣候，以及當(dāng)?shù)氐膭又参镆约稗r(nóng)業(yè)方法在很長一段時間內(nèi)都發(fā)生了變化，”萊布尼茨植物遺傳學(xué)研究所的Martin Mascher說。和作物植物研究，該研究的主要作者。因此，研究人員假設(shè)來到該地區(qū)的征服者和移民沒有從他們以前的家鄉(xiāng)帶來他們自己的農(nóng)作物種子，而是繼續(xù)種植當(dāng)?shù)剡m應(yīng)的現(xiàn)存地方品種。

對我們作物植物起源的新見解

在一項跨學(xué)科研究中結(jié)合考古學(xué)，考古學(xué)，遺傳學(xué)和計算基因組學(xué)，對我們的作物植物的起源產(chǎn)生了新的見解。“這只是一個新的令人興奮的研究領(lǐng)域的開始，”來自Tuebingen大學(xué)的Verena Schuenemann預(yù)測，該研究的第二位主要作者。“對史前植物考古遺跡的DNA分析將為我們提供有關(guān)作物植物起源，馴化和傳播的新見解。”