發(fā)布時間：2017-12-12 12:06

  本文關(guān)鍵詞：中國水稻起源、馴化及傳播研究

  更多相關(guān)文章： 水稻遺址 全基因組關(guān)聯(lián)分析 起源 馴化傳播 那文化 綜合探究

【摘要】：水稻(Oryza sativa L.)是世界上重要的農(nóng)作物,為全世界二分之一以上的人口提供主食來源,同時也是我國最重要的糧食作物之一。盡管水稻在中國農(nóng)業(yè)歷史上一直具有舉足輕重的地位,但它的馴化歷史并不明確。研究水稻的起源馴化對于保護種質(zhì)資源、促進品種改良和保障世界糧食安全具有重要現(xiàn)實意義,同時水稻的馴化傳播又是一個文化累積過程,因此該問題的研究也有利于稻作文化特別是少數(shù)民族稻作文化的發(fā)展。水稻馴化培育伴隨整個農(nóng)業(yè)發(fā)展史,其馴化傳播研究十分復雜,涉及考古學、民族學、生態(tài)學、遺傳學以及古生物學等多個不同學科。本研究從民族生態(tài)學視角出發(fā),基于現(xiàn)有稻作考古、古氣候、民族稻作文化等方面相關(guān)證據(jù),同時利用多樣性豐富且極具代表性的水稻及其野生近緣種為研究材料,采用文獻研究、田野調(diào)查、全基因組重測序以及模型模擬等多種方法,對中國水稻起源和馴化傳播過程進行多角度綜合研究,并得出如下結(jié)論:1.中國水稻遺址時空分布與古稻演化方向?qū)ΜF(xiàn)有稻作遺存遺址進行統(tǒng)計,發(fā)現(xiàn)水稻遺址數(shù)量以長江中游和長江下游最多,總體變化趨勢呈拋物線型。4000 a B.P.以前,水稻遺址數(shù)量呈遞增趨勢,4000 a B.P.以后,水稻遺址數(shù)量上有明顯下降趨勢,充分體現(xiàn)了原始稻作農(nóng)業(yè)與氣候條件的密切關(guān)系。對各地區(qū)古稻粒形總體變化趨勢進行分析,結(jié)果表明7000 a B.P.以后,人類開始對水稻粒形馴化性狀進行有意識的人為選擇,且粒寬較粒長受人為選擇更早。同時根據(jù)前人對出土稻作遺存屬性鑒定以及古今水稻粒形二維分布分析,我國古栽培稻總體演化方向為粳型化,距今約6000年前,早期粳稻基本形成,但古稻長寬比在全國范圍內(nèi)并不是逐漸減小的,相反在華南地區(qū)和西南地區(qū)古稻粒形長寬比有增長趨勢,并且古稻也伴有偏秈型。2.粒寬性狀馴化基因的馴化模式與水稻起源馴化利用來自中國和南亞、東南亞的397份水稻和175份野生稻全基因組重測序數(shù)據(jù)和栽培稻粒寬數(shù)據(jù),結(jié)合全基因組關(guān)聯(lián)分析和群體進化分析,在水稻整個基因組上共檢測得到7個粒寬相關(guān)的馴化候選基因片段,野生近緣種在這7個候選基因上的核苷酸多態(tài)性均明顯大于栽培稻,說明水稻馴化過程中受到較強的遺傳瓶頸。進一步結(jié)合系統(tǒng)發(fā)育和中性檢驗分析,確定了7個基因中有5個基因在秈稻或粳稻中受到人工選擇壓力,其余兩個不管是在秈稻還是粳稻背景均表現(xiàn)為中性進化,僅受到瓶頸效應(yīng)的影響。通過對秈稻和粳稻進行系統(tǒng)發(fā)育和表型變異分析,發(fā)現(xiàn)秈稻粒寬由寬變窄,粳稻粒寬由窄變寬,體現(xiàn)了文化選擇和外在氣候條件對水稻秈粳分化的重要影響。同時粒寬馴化基因在秈稻和粳稻中受到不同選擇的馴化模式,表明秈稻和粳稻在粒寬性狀上是獨立起源的。此外,單倍型分析表明在現(xiàn)存的野生稻居群中,長江中游的野生稻居群是粳稻祖先的可能性最大,與我國古栽培稻總體演化方向為粳稻相呼應(yīng)。利用寬松分子鐘模型對水稻馴化相關(guān)時間節(jié)點進行了估算,粳稻形成時間要比秈稻早1000年以上。3.稻作文化與水稻馴化傳播通過對各地區(qū)史前稻作文化發(fā)展進行分析,長江中游漢江地區(qū)、長江下游以及黃淮流域海岱地區(qū)稻作文化序列較為完整,其中又以長江中游和長江下游文化序列跨度最長,體現(xiàn)了長江流域先民對水稻的連續(xù)性馴化。同時基于文獻研究以及各地區(qū)文化序列分析表明,黃淮流域、云南以及華南地區(qū)的稻作文化發(fā)展均受到長江流域影響。為了進一步探究華南地區(qū)是否是水稻的起源地,我們對自古在華南地區(qū)-珠江流域生息勞作的壯族稻作文化進行研究,研究發(fā)現(xiàn)壯族稻作文化豐富,不僅與長江流域少數(shù)民族稻作文化聯(lián)系緊密,還與東南亞和印度等地民族的稻作文化具有共性,形成了以那地名為代表的"那文化圈",為中國水稻向東南亞、南亞的傳播提供了佐證。華南地區(qū)最早的稻作文化追溯到曉錦文化,距今不過6000年左右,優(yōu)越的自然環(huán)境和豐富的動植物資源使得先民缺少水稻馴化動力,可能是華南地區(qū)稻作文化發(fā)展相對較晚的一個重要原因。通過對上述幾部分研究進行綜合分析討論,我們認為中國水稻最先起源于長江中下游地區(qū),大約在9000-7800 a B.P.開始馴化,大約距今6000年左右形成早期粳稻,隨后向南北兩個方向傳播。隨著向北傳播,在冷干化的氣候影響下逐漸形成現(xiàn)代的典型粳稻,另一部分早期粳稻在向南傳播的過程中,可能經(jīng)歷了不止一次地與當?shù)匾吧倦s交最終形成了耐熱型的秈稻,形成的時間范圍初步估算為5000-4200 a B.P.。
【學位授予單位】：中央民族大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S511;G122
，

本文編號：1282419