近日，中國農業科學院麻類研究所聯合國內外8家科研單位，通過開展大蒜種質資源重測序及羣體分析，系統揭示了大蒜種羣進化歷史，為大蒜的育種工作做出貢獻，在穩定大蒜供給方面貢獻力量。新京報記者採訪了中國農業科學院麻類研究所研究員劉頭明，解讀揭示大蒜進化種羣歷史的重大意義。
大蒜。受訪者供圖
不育的大蒜
大蒜是我國重要的蔬菜作物，年播種面積達1000萬畝以上。劉頭明介紹，大蒜在世界各國廣泛種植，有着數千年的種植歷史。“大蒜每年出口額達到30萬美元，是單一農產品中出口最高的農作物，國內就不用説了，大家的飯桌上總會有大蒜的身影。”
劉頭明介紹，作為調料界“靈魂”般的存在，通常栽培的大蒜是不育的，只能通過播種鱗芽或者氣生鱗莖進行無性繁殖。劉頭明説：“所以大蒜育種研究，往往侷限在自然突變、誘導突變，或者是體細胞無性系變異和遺傳轉化等方面，比如水稻可以通過雜交培育出更優異的品種，但大蒜就做不到。”大蒜的繁殖習慣，造成大蒜育種工作難以突破，簡單來説，就是大蒜無法通過雜交等成熟的栽培手段培育出具有指定性優勢的優質產品。
“常規的育種工作在大蒜身上並不適用，現在能做到的只有通過基因編輯去育種，這項工作難度大，指定性不強，因此我們能見到、吃到的大蒜品種更是少之又少。”劉頭明説，如今市面上常見的大蒜主要有四六瓣蒜和多瓣蒜，這樣的命名是根據大蒜的瓣數來劃分的。
助力艱難的育種工作
劉頭明介紹，一般認為大蒜起源於中亞、西亞或地中海區域，但有關其確切的起源中心，目前仍然未知。他説：“對於大蒜的野生祖先種也頗具爭論，有關大蒜的進化起源，當前知之甚少。無法知道大蒜起源，就無法摸清大蒜進化歷程，這些對於大蒜的育種工作來説，都是挑戰。”
為摸清大蒜種羣的進化歷史，研究人員從國內外共收集了300餘份大蒜種質資源，對其中230份大蒜資源開展基因分型測序和羣體結構分析。劉頭明説，研究團隊發現大蒜種質主要存在四個類羣，其中位於中國的主栽的四六瓣蒜和多瓣蒜種質分別來自大蒜組羣CG1和CG2。再通過基因分析推測，發現CG1和CG2分化於數十萬年前，之後各自獨立進化和馴化。“這個發現對我們來説意義非凡，因為構建物種的全基因組變異圖譜，對於分析基因組的演化特徵，揭秘物種進化起源歷史都具有重要意義。”
“簡單來説，就是大蒜的基因組變異圖譜的構建，能夠幫助研究員們在大蒜育種工作中更好地利用大蒜的基因，從而培育出性狀更優異的大蒜品種。”劉頭明舉了一個例子，他説，大蒜需要儲存在冷庫中，儲存的成本較高，基本上市面買到的大蒜一斤價格中就有兩毛錢是電費成本。“但是隻要在大蒜休眠這一性狀表現上做一些努力，如果能育種出休眠期比較長的大蒜，延長大蒜髮芽的時間，就能降低生產成本。”
不育大蒜的育種之路還有很長一段路要走。劉頭明説，大蒜的品質上不去，就是品種的原因，而大蒜育種工作的特殊性還需要追根溯源，從大蒜種羣的基因進化入手。“都説吃麪不吃蒜，香味少一半。要讓這蒜味飄香千里，還得在科研工作上、育種工作上多下功夫。”
新京報記者 陳璐
編輯 張樹婧 校對 薛京寧