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早期的稻农不知不觉地选择了杂草的冒名顶替者

来自浙江大学,中国科学院和圣路易斯华盛顿大学的新研究提供了基因组证据,表明稗草(Echinochloa crus-galli)受益于人类种植实践,包括连续手工除草,因为它从长江地区传播开来。 1000年前。

稗草是一种全球常见的栽培行和谷物入侵杂草。这项新研究于9月16日发表在Nature Ecology&Evolution杂志上。

“在亚洲,稻米农民传统上手工种植和除去稻田。任何伸出的杂草都很容易被发现和清除,”艺术与科学生物学教授Kenneth Olsen说。“数百代人已经选择了一些专门研究稻田并且非常接近模仿水稻的稗草品种。这使他们能够逃脱检测。”

Olsen合作进行了新研究的数据分析和解释。他正在与该研究的通讯作者浙江大学的龙江范一起研究与水稻进化基因组学和农业杂草进化相关的其他研究。

该研究对水稻模拟和非模拟形式的杂草的基因组进行了测序,以此来了解这一过程是如何发生的。

这种形式的模仿,称为Vavilovian模仿,是一种适应模仿驯化植物的杂草。在稗草的情况下,水稻模仿物像水稻一样直立生长,而不像大多数稗草一样沿着地面蔓延。它们还有像水稻一样的绿色茎,而不是杂草中常见的红色茎。

奥尔森说:“随着大约1万年前农业的到来,全球各地的人类开始为自然杂草植物物种的开发创造了一个美妙的栖息地。”“最成功和最具侵略性的农业杂草是那些进化出的特性,使它们能够在这个肥沃的新环境中逃脱检测并扩散。”

研究人员估计,在中国历史记录显示区域经济中心正在从黄河流域向长江流域转移的同时,出现了模仿E. crus-galli的模式。在宋代这个时期,人口增长迅速,以大米为主要粮食需求至关重要。这也是从东南亚向长江流域引入一种快速成熟的抗旱品种称为Champa rice的大米的时间 - 一年可以收获两次。稻田中的杂草管理可能会在这些条件下加剧。

然而,虽然普通的稗草是美国主要的农业杂草,但水稻模拟形式在主要的水稻种植区 - 密西西比河南部的山谷中从未变得普遍。

奥尔森推测这是因为美国稻农依靠机械化农业而不是手工劳动。

他说:“如果没有农民在田间种植和除草,就没有如此强烈的选择,以便在视觉上与水稻作物混合。”

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