驯化谷物的进化是一个选择压力转换及相互作用的复杂过程，反复的基因渗入事件贯穿其中。“考古”作物的基因组有可能揭示这些动态，而不会让其被最近的繁殖或退化所掩盖。

日前，《自然—植物》上报道了埃及努比亚一个产区的高粱（双色高粱）的时间序列。

高粱是一种广泛用于动物饲料和制作酒精饮料的谷物，它从最初的驯化状态成为今天的驯化谷物，其历史过程已经被发现受到人类活动的严重影响。由于农业生产实践，其多样性随着时间的推移而不断下降，如果继续像我们目前一样对待它可能意味着作物的持续退化。

人们收获的高粱属作物中最为知名的就是高粱，过去它们通过共享未受损的基因来互相拯救，这一过程被称为“基因渗入”。

高粱的野生祖先代表了尚未通过栽培而被破坏的基因组。虽然人们没有收获高粱野生祖先，但有必要让它们存活下来。因为在未来，高粱面临气候变化威胁的情况下，通过基因渗入来适应周围环境的能力可能至关重要，这意味着作物必须适应新的环境。

从双色高粱的时间序列数据来看，没有证据表明驯化瓶颈的影响，而是显示随着时间的推移遗传多样性的稳步下降，加上突变负荷的累积，动态选择压力依次作用，形成结构和营养驯化特征，并促进对当地环境的适应。

随后高粱品种间的渗入使得适应性性状的交换得以实现，并通过一个改进的突变负荷实现了共有基因组的挽救。这些结果揭示了一种驯化模型，其中基因组适应和退化并不集中于驯化的初始阶段，而是贯穿于整个培养历史。

该研究指出，双色高粱品种中，其基因的损伤是通过种植方式发生的，这意味着其核心基因组功能随着时间的推移而累积损伤，因此人们需要修复作物的基因组损伤，否则生产力可能会下降。

为了保持这一作物的多样性和产量，农民也应该知道如何修正相关管理措施。

英国华威大学生命科学学院教授Robin Allaby评论道：“高粱是世界上第五大最重要的谷类作物，也是干旱地区最重要的作物。它被用作动物饲料和啤酒原料，尤其是在北非地区的种植产生了经济效益。”

“如果我们不能拯救高粱的祖先，并利用这些基因帮助双色高粱修复其基因组损伤，我们就有可能进一步破坏高粱。这可能意味着动物饲料、食品和啤酒的减少，以及对东北非洲贸易的潜在破坏。”他说道。

来源：中国科学报