小麥簡史:中國小麥起源於何方?

又到了麥收的季節。

過去收麥子是用鐮刀割斷麥子的莖稈,將麥子捆綁起來再統一脫粒,人們將小麥大面積收割的起始點稱之為“開鐮”。現在收割小麥已經進入了機械化作業階段,鐮刀已經在很多地方被淘汰了,但“開鐮”這個儀式依然在存在。

小麥簡史:中國小麥起源於何方?

“開鐮”意味著小麥能夠被刈割。要知道,作物能夠被刈割,在人類農業發展史上是非常重要的。

一粒小麥

例如,最初的野生一粒小麥,穗軸很脆,成熟後極易整穗脫落,散落在地上很難收集。並且野生一粒小麥的籽粒跟外面的穎殼緊緊地粘連在一起,很難“去皮”。

這種無法刈割的作物使人類很難高效的去利用。

直到有人發現了一些麥穗不容易脫落的植株,並且有意識的將這些麥穗中的籽粒,灑落在固定的地方,讓其繁育後代。

小麥簡史:中國小麥起源於何方?

如此,在人工選擇下野生一粒小麥被馴化成了栽培一粒小麥,栽培一粒小麥的麥穗軸韌性得到強化,併成了穩定的性狀,人們對小麥的收穫效率也大大提高了。

小麥的分類

我們剛才說的“一粒小麥”是從形態學上劃分的,也就是每個小穗上只有單粒小麥,與此相對應的“二粒小麥”,每個小穗上有兩粒小麥,我們現在的普通小麥就符合這個特徵。

小麥簡史:中國小麥起源於何方?

另外,按染色體組分類,則可以劃分為“二倍體小麥”、“四倍體小麥”和“六倍體小麥”。

“一粒系小麥”對應“二倍體小麥”,“二粒系小麥”則對應“四倍體小麥”,具體的小麥屬分類如下圖所示。

小麥簡史:中國小麥起源於何方?

小麥屬分類

二粒小麥

直到小麥屬跟山羊草屬開始分化時,小麥屬才有了獨立的一個種。在小麥進化史上,山羊草屬的親戚們可是幫了大忙的。

大約100萬年前,小麥屬分化出了野生一粒小麥和烏拉爾圖小麥,這兩種小麥由於近緣關係,發生了生殖隔離。

為了壯大“小麥家族”,烏拉爾圖小麥在漫長的歷史長河中開始了他的“脫單之旅”。大約50萬年前,烏拉爾圖小麥和山羊草屬植物擬山羊草發生了天然雜交,並克服了生殖隔離,產生了小麥家族中極為重要的一員——野生二粒小麥。

小麥簡史:中國小麥起源於何方?

這次“聯姻”也是小麥屬第一次染色體組加倍的過程,即烏拉爾圖小麥的AA染色體組跟擬山羊草的BB染色體組雜交形成了可育的四倍體小麥AABB。

在同一時期,二倍體的野生一粒小麥同二倍體的山羊草屬擬斯卑爾託山羊草(GG)通過天然雜交形成了四倍體阿拉拉特小麥(AAGG)。

野生二粒小麥在經過長期的人工選擇後,穗軸更加強韌並不易斷裂,同時也有了易脫粒的特點,進而馴化成了“栽培二粒小麥”。

小麥簡史:中國小麥起源於何方?

二粒系小麥中二粒系小麥眾多,大約有10個種,按照小麥籽粒是否容易脫落有劃分了“裸粒”跟“帶皮”性狀。

在小麥的演化史上,一粒系小麥分佈的區域較廣,在大約1萬年以前,被較早的人工馴化,其後才是二粒系小麥的人工馴化。

六倍體小麥

六倍體小麥的產生,則要晚了許多。

距今8000年前,在人們種植的栽培二粒小麥的農田裡,四倍體栽培二粒小麥又跟二倍體山羊草屬的粗山羊草(節節麥)發生了天然雜交,形成了六倍體的普通小麥(AABBDD)。

小麥最初的起源地,屬於地中海氣候,那裡冬季溫和溼潤,夏季高溫乾燥且漫長。原始小麥已經適應了在秋冬季節發芽,越冬後,來年春天旺盛生長,在夏季高溫來臨前種子成熟。

小麥在向外傳播的過程中,在東方遇到了寒冷的冬季,但由於六倍體小麥的耐寒能力,才使得普通小麥向更廣的區域傳播,並漸漸取代了栽培一粒小麥和栽培二粒小麥。

小麥簡史:中國小麥起源於何方?

小麥進化譜系

小麥的地理起源

小麥演化、傳播的過程中同時摻雜著人類文明的交流,超長的時間跨度及空間跨度,使小麥的地理起源有很大的爭議。

目前世界公認最早的小麥栽培地,位於1萬年前的“新月沃地”。目前我國小麥的起源以“外來起源說”為主。

小麥簡史:中國小麥起源於何方?

“外來起源說”認為我國種植的普通小麥是通過遠古時期的“青銅之路”西傳而來。例如在新疆的孔雀河墓地中,發現了公元前 3 千紀的小麥遺存,這是目前東亞地區早期小麥標本遺存,後經測定這些小麥是無殼六倍體的普通小麥。

由於我國未發現野生型、栽培型的一粒小麥和野生型、栽培型的二粒小麥以及提供小麥B、G染色體組的山羊草屬植物。很多學者都認為六倍體的普通小麥是西傳而來,所以,我國小麥起源的“外來起源說”仍是主流觀點。

我國特有的六倍體小麥

但我國還有三類特有的六倍體小麥:西藏半野生小麥、雲南鐵殼麥和新疆稻麥。

例如雲南鐵殼麥分佈在瀾滄江和怒江下游的局部山區,僅有當地人種植,這種小麥的穗軸很脆,成熟後易脫落,並且籽粒跟穎殼貼合緊密,很難脫粒,所以有“鐵殼麥”之稱。

而西藏半野生小麥則具有鮮明的野生性狀,快成熟的麥穗會逐節斷落成單個小穗,跟普通小麥混在一起,像野生的雜草一樣。

這三種小麥的起源一度是個謎,曾在八十年代被“本地起源說”作為有力的論據。直到近些年通過基因層面的測定,才解開了這三種小麥的起源之謎。

西藏半野生小麥和雲南鐵殼麥具有相同的碎穗基因和包殼基因,它們都是從新月沃地傳入中國後,在西藏、雲南獨特封閉的自然環境下,形成的與環境相適應的小麥品種。

而新疆小麥則是含有黃化基因CIH 的四倍體波蘭小麥同中國本地的二倍體節節麥天然雜交而成的六倍體小麥。

小麥簡史:中國小麥起源於何方?

我國地域廣袤,環境多樣,經過數千年的小麥栽培史,已經培育了豐富的小麥種質資源,光我國特有的普通小麥就有1.39萬餘份。我國的普通小麥在早熟、多粒、高適應性、高親和性方面也有著巨大的優勢。

充分發掘我國的小麥種質資源,讓更多的人受惠於中國的小麥生產和育種技術,我們還有很多路要走。

【大鄉】,專注科普三農領域的“冷知識”、“趣知識”,快來關注、點贊吧!


分享到:


相關文章: