内核的历史

今年早些时候，加州大学圣巴巴拉分校人类学教授道格拉斯·j·肯内特(Douglas J. Kennett)证明，玉米在4700年前成为美洲的主要作物。原来，他刚刚开始讲述世界上最大的谷物作物的故事。

在一篇新论文中在《美国国家科学院学报》上,Kennett和他的同事报告说,通过分析古代玉米的基因组可以填补一些空白的9000岁高龄的玉米的历史,这是第一个部分驯化西南部墨西哥和中美洲和南美洲传遍相当迅速。

研究人员对洪都拉斯El Gigante岩石避难所的3只距今约2000年的雄天鹅的整个基因组进行了测序。基因组分析得出了一个惊人的结果:具有上千年历史的中美洲玉米品种与在南美洲改良的古代和现代玉米品种的关系更大，揭示了不同地区之间的谷物流动。

“最令我惊讶的是，由南美土著开发的改良玉米品种被重新向北引入到中美洲，”共同首席作者Kennett说。“我们只有通过全基因组测序才能知道这一点。”

基因调查显示，从4700年前开始，来自南美的玉米可能在培育高产品种和增加中美洲消费方面发挥了作用。

史密森尼国家自然历史博物馆(Smithsonian ‘s National Museum of Natural History)的考古基因组学和考古植物学策展人、论文第一作者之一洛根·基斯特勒(Logan Kistler)说:“我们的研究显示，人类把玉米从南美带回了墨西哥的驯化中心。”“这将提供基因多样性的注入，可能增加韧性或提高生产力。”这也强调了驯化和作物改良的过程不是一条直线的。”

首先部分驯化自大刍草，一种野生草，玉米只是不情愿地放弃了其长期发展的秘密。Kennett说，基因研究一直具有挑战性，因为在一个不适合有机物质的环境中缺乏合适的玉米穗。然而，研究人员在洪都拉斯找到了突破口。

他说:“保存完好的玉米在美洲是极其罕见的，但埃尔·Gigante岩石庇护所有超过1万份标本可供研究。”“大多数残片的年代都晚于2500年前，要在这些组合中找到更早的物质非常困难，需要对大量玉米穗轴进行直接放射性碳测定。”

“使用这种方法，”Kennett继续说，“我们确实鉴定了大约20个早期的穗轴，它们的年代都在4300 – 4000年前。我们试图从所有这些穗轴中提取古代DNA，以及一组2300 – 1900年前的穗轴。”通过使用最先进的技术，我们能够从三颗cobs中提取出有效的基因组，而且这些cobs的历史都在2300年到1900年之间。这就是古代DNA研究令人沮丧的现实。”

Kennett说，玉米研究虽然困难，但已经进入了一个新的发现时代，因为全基因组测序正在彻底改变我们对过去的理解。

他说:“我们现在可以更多地了解驯化过程中涉及的生化过程，以及驯化综合征期间固定的驯化等位基因序列。”“它还让我们能够更详细地追踪玉米的传播，以及这些变化如何改变了人类历史的道路。”

展望未来，Kennett说，虽然研究人员现在知道改良的玉米品种从南美洲传播到中美洲的部分地区，但他们不知道它确切发生的时间。然而，根据cob的形态，他们推测它发生在4300年前。

他说:“要验证这一假设，就需要从保存完好的遗传物质中恢复早期的样本。”“我们也不知道这些新变种向北传播了多远。这将需要在更远的北方(如墨西哥)同等年龄的玉米上进行全基因组研究。我们也不知道迁移到北方的人们是否携带着这些新的改良品种，或者仅仅是种子经过了先前存在的交换网络。这将需要与中美洲土著居民合作，对古老的基因组进行测序，以确定新变种的出现是否与新种群的出现相一致。”

加州大学圣巴巴拉分校的人类学教授安布尔·范德瓦尔克(Amber VanDerwarker)和人类学学系博士后理查德·乔治(Richard George)参与了这个项目。参与该项目的还有宾夕法尼亚州立大学的Alejandra Domic、Kenneth Hirth和Thomas Harper、德克萨斯A&M大学的Heather Thakar、华威大学的Robin Allaby和弗朗西斯克里克研究所的Andres Bergstrom。