A hibridtől eredő kukorica aratta le a sikert

A kukorica a világ egyik legszélesebb körben termesztett növénye. Emberi és állati táplálékként egyaránt használják. Fontossága ellenére eredetét több mint egy évszázada heves viták övezik. A Science-ben megjelent új kutatás most azt mutatja, hogy a modern kukorica egy olyan hibridtől származik, amelyet alig több mint 5000 évvel ezelőtt hoztak létre Mexikó középső részén, több ezer évvel a növény első háziasítása után.

Az emberek és termesztett növényeik

A kutatók munkája egyrészt a világ egyik legfontosabb terményének fejlesztésére, másrészt annak megértésére is hatással van, hogy az emberek és termesztett növényeik története hogyan befolyásolja egymást.

„Ez egy új modell a kukorica eredetéről és elterjedéséről, valamint arról, hogyan vált alapélelmiszerré az amerikai kontinensen” – mondta Jeffrey Ross-Ibarra, a Davis-i Kaliforniai Egyetem evolúciós és ökológiai tanszékének professzora, a tanulmány vezető szerzője.

Az elmúlt évtizedekben konszenzus alakult ki arról, hogy a kukoricát (Zea mays) egyszer háziasították egyetlen vadfűből – az úgynevezett teosinte-ből – Mexikó délnyugati részén, a délnyugati síkságon, körülbelül 9000-10 000 évvel ezelőtt.

Az Egyesült Államokban kukorica néven ismert kukorica nemcsak a táplálkozás egyik alapanyaga világszerte, hanem édesítőszerré, etanol üzemanyaggá és egyéb felhasználási célokra is feldolgozható.

Egy második teosinte fajta

A közelmúltban azonban világossá vált, hogy a modern kukorica genomja is tartalmaz egy nagy adag DNS-t egy második teosinte fajtából, amely Mexikó középső részén, a hegyvidéken terem.

Ross-Ibarra és munkatársai az Egyesült Államokban, Kínában és Mexikóban több mint ezer kukoricaminta és vad rokonának genomját elemezték.

Azt találták, hogy a világ összes kukoricájának genomja mintegy 20 százalékban ebből a második, felföldi teosinte fajtából származik.

Új modell a kukorica elterjedésére

Ezek az új eredmények azt sugallják, hogy bár a kukoricát körülbelül 10 000 évvel ezelőtt háziasították, csak 4000 évvel később, a felföldi teosinte fajtával való hibridizációja után vált igazán népszerű terménnyé és alapélelmiszerré.

Ezt a kukorica növekvő jelentőségére vonatkozó régészeti bizonyítékok is alátámasztják ugyanebben az időben.

Az új termény gyorsan elterjedt Amerikában, majd később világszerte.

Ma világszerte évente mintegy 1,2 milliárd tonnát takarítanak be.

Hogyan lett alapélelmiszer?

Ross-Ibarra szerint még folyik a kutatás annak kiderítésére, hogy a felföldi teosinte miért tette lehetővé, hogy a kukorica alapélelmiszerré váljon.

A kutatók találtak olyan géneket, amelyek a kukoricacsutkák méretével – ami talán a terméshozam növekedését jelenti – és a virágzási idővel kapcsolatosak. Ez valószínűleg segítette a kukoricát, egy trópusi növényt, hogy magasabb szélességi fokokon, hosszabb nappalokon is teremni tudjon.

A hibridizáció hozhatta el a „hibrid életerősséget” is, amikor a hibrid szervezet erősebb, mint bármelyik szülője.

A kutatók megfigyelték, hogy a magasföldi teosinte genomikus szegmensei kevesebb káros mutációt tartalmaztak, mint a genom más részei.

Bár a kezdeti hibridizáció véletlenszerű lehetett, valószínű, hogy az őslakos gazdák felismerték és kihasználták a felföldi kukoricából behozott új variációt, állítja Ross-Ibarra.

Ha hagyják a vadkukoricát a földek közelében nőni, az erősebbé teszi a termést

Elmondta, hogy „ha ma is beszélünk a mexikói gazdákkal, néhányan elmondják, hogy ha hagyják a vadkukoricát a földek közelében nőni, az erősebbé teszi a termésüket”.

A Ross-Ibarra által vezetett csapat, amelyet Graham Coop professzorral a UC Davis, a UC Santa Barbara régészeivel és a Svéd Agrártudományi Egyetem genetikusaival közösen vezet, nemrég 1,6 millió dolláros támogatást kapott a Nemzeti Tudományos Alapítványtól az ember és a kukorica együttes evolúciójának tanulmányozására Amerikában.

Genetikai módszerekkel fogják megvizsgálni, hogyan terjedt el az ember és a kukorica a kontinensen, és hogyan nőttek és csökkentek a kukorica- és az emberpopulációk az egymással való kölcsönhatásuk során.

„A humángenetikai adatokat, a kukorica genetikáját és a régészeti adatokat fogjuk beépíteni, hogy megpróbáljuk megválaszolni a kukorica eredetére vonatkozó új modellünk által felvetett számos kérdést” – mondta Ross-Ibarra.

A munkát a Kínai Nemzeti Természettudományi Alapítvány, az Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Alapítványa és az Egyesült Államok Mezőgazdasági Minisztériuma támogatta.

(Forrás: sciencedaily.com)