中国之最谜题(中国科学家牵头完成!破解这个百

奇闻趣事 2025-01-06 15:50www.kangaizheng.com童年趣事

近期,一项由中国年轻科学家董扬等主导的研究取得了突破性进展,与来自“一带一路”沿线17个国家的79位科学家联合,成功揭示了葡萄的栽培史可以追溯到11000年以前,这一发现解决了学术界对于葡萄起源长达百余年的争议。这一重要的科研成果为我们提供了葡萄定向育种和设计育种的新路径,构建了几乎覆盖所有栽培葡萄遗传资源的高精度亲缘关系谱系图。

葡萄,作为世界四大水果之一,全球综合产值最大的经济作物,具有重要的经济、社会和文化价值。关于鲜食葡萄和酿酒葡萄的起源,以及它们如何被人工驯化的问题一直困扰着科学界。这次的研究终于为这些问题找到了答案。

回顾科研历程,仿佛是一次穿越万年的旋风之旅。科学家们沿着“一带一路”,探寻葡萄的起源和演变。他们发现,葡萄的驯化历史伴随着人类文明的进程,人类通过人工选择、栽培,使野生或外来葡萄适应本地自然环境,并为人所利用。这一过程本质上是将基因多样性变化导致的不同性状表型在层层选择和改良中加以保留或摒弃,形成农业作物的品种和品系。

在研究过程中,科学家们对达尔文的观点产生了共鸣。达尔文在《物种起源》中描述了一个有趣的现象:家养动物和家养植物与它们的野生祖先有很大的形态差异。对于家养驯化动物和植物是何时何地如何进行的,达尔文并没有给出明确的答案,这也为葡萄的起源留下了一个百年谜题。

此前由于缺乏大规模基因组遗传变异数据,我们无法解析葡萄的驯化和传历史,这也严重阻碍了葡萄的性状改良。在这次研究中,中国科学家董扬等人惊奇地发现,全世界所有葡萄品种中,中国葡萄具有独特的遗传特征。通过深入研究,他们揭示了葡萄的遗传密码,为我们提供了有针对性的品种选育方向。

科学家们指出,了解葡萄的起源、驯化和迁徙问题对于葡萄育种具有重要意义。早期人们利用自然突变和扦插来进行葡萄育种,而现在我们可以借助对葡萄遗传密码的理解,更加精准地进行品种选育和改良。这一突破性的研究不仅为我们揭示了葡萄的奥秘,也为未来的葡萄育种开辟了新的道路。在全球尺度上解决葡萄研究的问题,是一项几乎不可能完成的任务,直到董扬的出现。这位富有超凡组织能力的年轻科学家,旋风般地向全球同行发出合作邀请,得到了来自全世界十七个国家的科学家的响应。在短短的时间里,他们完成了从全世界收集的五千份样本的材料和数据汇集工作。这些样本涵盖了南半球的智利、澳大利亚等国家以及美、英、德等世界各国,更多的是来自一带一路沿线国家的科学家们的协作。这样的合作地图与古代的丝绸之路高度吻合,彰显了全球科研合作的深度与广度。

经过不懈的钻研与探索,这支年轻的团队已经突破重重难关,创新算法,调整参数,构建了一套全新的运算与数据分析方法,成功创建了全球最大的葡萄遗传资源数据库。每一次挑战都仿佛是一场智慧的角逐,每一次成功都证明了科研的魅力——不断提出问题,不断解决问题,正如董扬所感受到的,人生亦是如此。

面对众多的疑问和难题,他们并未退缩,反而从中发掘出新的观点。先前,大多数葡萄学者都认为欧洲酿酒葡萄起源于当地野生种,但他们的研究成果却颠覆了这一观点。高质量参考基因组的建立,揭示了葡萄遗传资源的起源并非单一,而是多元化的。这一发现不仅改变了葡萄学的基础信息,更对葡萄的驯化模式有了更深入的理解。

董扬强调,《科学》杂志封面的报道并非偶然,这是科学方法和严谨数据支撑的结果。在这个大科学、大合作的时代,国际合作的大项目才能解决全世界都关注的问题。他们的研究是国际合作的一大成果。

《科学》杂志配发的评论也指出,植物驯化是支撑人类文明崛起的重要因素,而董扬等人的研究揭示了食物来源的复杂性。通过报道葡萄驯化事件,让我们对食物来源有了更深入的理解。

在现代社会,张骞开辟的丝绸之路仍然具有重要意义。他的团队发现,2500年前,葡萄已沿着贸易商道进入我国。通过对基因的研究,他们还发现了一些葡萄的特殊性状,如麝香葡萄的特殊香气基因。这个基因在现有葡萄品种中极为罕见,但未来可以通过应用这个基因,让水晶葡萄具有麝香香型,为果农带来更好的收益。

云南农业大学葡萄研究团队以番茄为模型,实现了葡萄的高效率基因编辑。针对11000多个品种的葡萄,他们进行了深入的表型性状研究,并系统挖掘与之相关的基因。未来,他们希望通过精准设计定向杂交选育,创造出具有自主知识产权的高品质葡萄。

盛带领的团队也不停地在水果种业安全领域耕耘。他们建立了云南省生物大数据重点实验室,“基因测序是一件工具”,他们致力于用好这个工具,产出更多的原创成果。目前,我国大部分鲜食葡萄品种依赖进口,没有自主知识产权的高端品种。科研人员更需要把研究应用到实践中,确保包括水果在内的种业安全。

在全球水果生产高速发展的背景下,他们的努力显得尤为重要。中国、印度和巴西的水果产量与种植面积均位列全球前三。其中,我国葡萄种植规模及产量均十分可观。随着他们的深入研究,未来我国将能产出更多原创的高品质葡萄品种,满足日益增长的市场需求。这一系列的研究成果不仅将有益于葡萄产业,也将为其他水果和作物新品种的开发提供借鉴和启示。盛谈到了深度应用某些工具时,许多秘密的面纱会被揭开,引领我们走向许多科研线索和未来应用的新领域。尤其是在云南,由于其独特的垂直气候带和丰富的干热河谷,这里在鲜食和酿酒葡萄领域拥有无可比拟的优势,已然成为了我国的重要产区和优质良种的种植地。

云南省的葡萄种植面积已经扩展到了约60万亩,最高产量更是达到了惊人的160万吨。中国工程院院士、云南农业大学名誉校长朱有勇指出,我们自主培育的品种数量相对较少,这限制了市场的发展和产业的壮大。葡萄驯化起源成果的发表以及高精度谱系图的构建,为解决葡萄育种难题提供了坚实的科技支撑。

朱有勇院士被誉为“时代楷模”,他嘱咐年轻的团队要立足基因组研究,加快定向育种步伐,打造强大的农业芯片,为农民群众发展特色产业、特别是鲜食葡萄产业提供更多优质品种。

云南农业大学校长李永和表示,学校将全力支持董扬教授团队将科研成果转化为一线应用技术,推动葡萄产业升级,更好地服务区域发展。为此,云南农业大学还特别为董扬及其团队颁发了1000万元的科研奖励基金。

董扬向记者透露,葡萄研究还在继续深入。现在,他们的研究重心已经转向全球家鸡驯化模型、樱花和樱桃的起源、用植物驯化以及茶叶的高质量基因组研究等领域。他们的目标是通过研究家鸡产蛋性状相关基因来提高产蛋量,通过解析樱花和樱桃的基因组来追溯其起源地,以及通过筛选茶叶的株高矮化基因来优化茶园种植模式等。他们还将人工驯化和基因组学思路引入到中草药种植中,期望培育出更多效用稳定的用植物。云南农业大学的葡萄团队正争分夺秒地努力实现这些目标,让多点开花结果的日子指日可待。这些科研成果来源于科技日报的报道。

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