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作者：刘如楠
专家在南京江浦基地指导大豆栽培实验。 南京农大供应图
盖津
大豆富含蛋白质、不饱和脂肪酸、异黄酮等营养物质，在华夏大地上已有5000多年的栽培历史，是五谷之一。
但从20世纪开始，我国大豆种植面积逐渐减少，而世界大豆种植范围却越来越广。 到2017/2018年，中国大豆产量为0.14亿吨，仅占同期世界产量的4.1%，而同期美国产量为1.2亿吨。
“我想知道起源于中国的大豆是如何在世界上传播的，从最初传播到现在发生了什么样的变化，以及各种族之间的关系等。 ”中国工程院院士、南京农业大学作物遗传育种学教授盖俊对《中国科学报》说。
研究表明，大豆向世界传播有四条模式途径，从起源中心到亚洲北部、东部、南部、中国东北到欧洲、美洲。 这些发现为了解全世界大豆的系统地理学提供了详细的说明。 相关研究成果最近发表于《作物学报（英文版）》，第一作者是南京农业大学博士刘学勤，通讯作者是盖俊伊尔明。
国内“消音”海外“红火”
1949年的中国，人均粮食占有量只有418斤左右，远远低于联合国提出的粮食安全标准800斤的底线。 为了解决温饱问题，我国在农村开展了许多改革。 为了保护主要粮食生产，一些地方大豆、花生等蛋白质、油脂作物不断减少，只种植水稻、小麦、玉米、高粱等淀粉类作物。
反过来说，美国在18世纪末引进了大豆，从20世纪开始，大豆的研究和发展就变得非常重视。 从1952年开始，美国的大豆产量跃居世界第一。 大豆也成为了美国第二大经济作物。
20世纪60年代至70年代，大豆蔓延到巴西、阿根廷等南美地区。 由于高蛋白质、高油脂含量等经济效益显著，被美洲地区公认为“奇迹作物”。
“我们的实验验证了大豆的传播途径和传播关系，同时也有利于种质资源的应用和筛选，为育种提供了可借鉴的价值和方向。 ”刘学勤说。
盖津希望通过这一成果引起人们对大豆研究的重视。 “我国与美国等发达国家相比，在科研上还有很大差距，需要加强研发能力。 美国大豆种植的历史不过一百多年，但品种和生产已经超过了中国。 因此，科研与产业的紧密结合非常重要。 ”他说。
371种大豆样品
中国大豆的主要产地在北部(包括东北和西北)、黄淮流域和长江流域及其南部地区。 黄淮流域、长江流域及其南部地区是大豆的起源中心。
“关于大豆的传播途径，从形态性状到蛋白标记、分子标记都是科研人员进行过研究。 但由于材料的限制，只能解释大豆在部分地区的传播情况。 因此，希望利用地理位置更广泛的大豆材料和覆盖全基因组的分子标记，能全面提出大豆向世界传播的途径。 ”刘学勤告诉《中国科学报》。
研究人员从全球13个地理区域收集了371颗大豆种子，由南京农业大学江浦实验所统一栽培。 盖俊这样介绍。 “我们采集的大豆样品既有热带地区的，也有寒冷地区的，为了保证样品间的可比性，春播条件下所有种类的品质都需要生长接近成熟。 因此，实验地的纬度很重要。 南京正好处于世界各地大豆生长、开花、结实的纬度。 ”
但在实验过程中，还是遇到了困难，“世界各地的材料拿到南京春天播种，就会出现‘水土不服’的问题。 8月，来自高纬度地区的大豆成熟，但生育期缩短，植株变矮，节数少自然产量低。 来自低纬度地区的大豆，由于日照时间长，到了11月份可能还“长”着，但不会结荚。 ”刘学勤说。
因此，实验需要通过人为控制光照时间来满足大豆的生长条件。
走向世界的“路线图”
表型研究表明，大豆性状变异范围非常广，开花期30~123天，成熟期75~200天，主茎节数435节。 这表明随着大豆向世界各地的传播，它逐渐适应不同的生态环境：日照长度和温度条件。
然后，他们对所有材料进行DNA测序，共标记了20701处。 利用软件对371种材料的所有部位进行统计分析，计算不同地理群体间的遗传距离、分化系数、相似系数等，最终得到全球传播途径和种群分布特征。
传播的最初路径是从起源的中心到中国的东北。 “以前的研究认为东北是起源中心的一部分。 但是，我们的研究表明，东北是我国大豆的主产区，但由于古代东北属于游牧地区，因此不是起源中心。 ”。 盖津说。
据他介绍，第二条路径是从起源中心向东到达朝鲜半岛，公元1世纪左右到达日本列岛。
第三条路径是从起源中心通过商业、移民的方式向南去东南亚，再去南亚，最后去非洲。
第四条路径主要是向西通过传教士和水手等到达欧洲，然后传到美国。 传入美国后，美国又多次从中国东北引进大豆品种。 19世纪末，第一批大豆的品质从美国南部引入巴西，巴西也从菲律宾、泰国、巴基斯坦等地引进了一些品质。 阿根廷和其他南美洲国家的大豆是从巴西引进的。 由于气候和土壤条件适宜，巴西和阿根廷成为大豆生产大国。
相关论文信息： doi.org/10.1016/j.CJ.2019.09.010
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