科學家們確定了世界上最古老的作物之一:葡萄的起源
作為世界上最古老的作物之一,葡萄有著悠久的歷史。由葡萄製成的葡萄酒是最早的全球貿易產品之一,在文化、思想和宗教的交流中發揮了關鍵作用。在冰河時代結束時,葡萄樹起源於歐洲的野生葡萄樹。今天,只有少數這種野生葡萄樹的遺跡種群仍然存在,其中一個可以在萊茵河畔的凱奇半島上找到,位於卡爾斯魯厄和曼海姆兩市之間。
野生葡萄樹馴化的確切起源和數以千計的葡萄樹品種的演變仍然籠罩在神秘之中,消失在史前時代。然而,人們知道,葡萄在重大的氣候變化中堅持了下來,並通過早期的人類遷移從亞洲獲得了遺傳物質。儘管如此,用於釀酒的葡萄和食用葡萄是否具有相同的起源,這個問題仍然沒有答案。
“一些年來,人們已經知道今天的絲綢之路曾經是一條葡萄酒之路。”KIT約瑟夫-戈特利布-科勒魯特植物科學研究所(JKIP)的彼得-尼克教授解釋說:”中國的酒精符號來源於格魯吉亞的酒壺,即所謂的Qevri。尼克已經與中國研究人員合作開展了一個確定葡萄基因組的項目,他建議沿以前的絲綢之路收集葡萄,並分析其基因組。”
葡萄樹(從左起,野葡萄、食用葡萄和釀酒用葡萄)已經伴隨著人類文明走過了幾千年。一個基因組項目現在已經確定了葡萄樹的起源和進化。資料來源:Karlheinz Knoch, KIT
迄今為止最詳細的葡萄進化和馴化模型
尼克的想法催生了一個由來自16個國家的研究人員組成的網絡,他們不僅貢獻了各自地區的野生葡萄樹和古老物種,還貢獻了關於其起源和歷史的知識。在全球政治局勢造成的最困難的情況下,3500多個葡萄樹的DNA樣本,包括1000多個野生物種,被送往雲南農業大學生物資源保護與利用國家重點實驗室。
在那裡,在陳偉博士的指導下對基因組進行了解碼,並生成了迄今為止最詳細的葡萄樹進化和馴化模型。結果,獲得了一些新的發現。現在,葡萄種植的起源可以追溯到早於公元前11000年的南高加索地區。這意味著葡萄酒比麵包更古老。種植葡萄酒的技術非常迅速地在地中海地區傳播到西部。
在最短的時間內,與當地的野生葡萄樹進行雜交,產生了大量的葡萄樹品種,用扦插的方式進行繁殖。大約7000年前,在中東地區,大果樹品種發展成了食用葡萄。
馴化伴隨著氣候變化,即冰河時代的結束,以及溫暖濕潤的大西洋,這是公元前8000年到4000年之間的氣候時期,由此產生的人類遷移運動在葡萄樹的基因組中留下了痕跡。例如,德國西南部的中世紀葡萄樹就含有來自阿塞拜疆和中亞的葡萄樹的基因。
KIT收集的野生葡萄藤有助於揭開葡萄藤進化的面紗
KIT不僅貢獻了這個基因組項目的基本想法,而且還貢獻了其全球獨一無二的歐洲野生葡萄樹和非常古老的中世紀物種的收集,這些物種直到幾年前還被認為已經滅絕。
“尋找不同的葡萄藤是非常激動人心的,”尼克說。”許多葡萄藤來自克里米亞的馬加拉奇收藏。2014年被俄羅斯吞併後,烏克蘭研究人員逃離,現在分佈在世界各地,這些葡萄藤也是如此。”
尼克在講俄語的社交網絡中找到了他的同事,並使他們與中國的研究團隊取得聯繫。基因組項目不僅闡明了葡萄樹的歷史,而且還與未來有關,他說。”我們不僅記錄了整個物種的生物多樣性,而且現在擁有了所有的遺傳信息,以便更具體地使用”。
在Interreg萊茵河上游項目KliWiReSSe中,來自野生葡萄樹的氣候適應性基因與目前種植的葡萄樹進行雜交,使其更能適應氣候變化的影響。