植物遗传资源学报2019,20(6)1355-1371 Journal of plant genetic resources DO1:10.13430 cnki. jpg20190822001 主要农作物驯化硏究进展与展望 贾冠清,孟强,汤沙,张仁梁 (中国农业科学院作物科学研究所,北京100081) 摘要:农作物的驯化过程与农耕文明的发端密切相关,是作物种质资源遗传基础不断丰富衍化,利用价值不断完善 要途径之一。本文重点从作物驯化的主要性状、基因组遗传区段、重要驯化基因的克隆、作物驯化后的传播与基因渗透、作物 驯化理论与研究方法以及作物驯化硏究的新趋势等方面评述近年来取得的主要硏究进展,讨论硏究存在的主要问题并对深入 开展作物驯化研究进行展望。 关键词:作物驯化;形态学性状位点;数量性状;基因克隆 Current Advances and Future Perspectives on Crop domestication JIA Guan-qing, MENG Qiang, TANG Sha, ZHANG Ren-liang Institute of Crop Sciences, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081 Abstract: Crop domestication has laid the fundamental basis of agricultural initiation and human civilization. Taking advantage of recent achievements on studies of crop domestication, this article reviewed the characterization of major domesticated-associated morphological traits, identification of important genomic segments, and isolation of domestication genes as well as the global spreading of cultivated crops post domestication. Furthermore, the advances on theoretical principals and fundamental methodologies as well current research focuses have been reviewed, and the future perspectives have been proposed Key words: crop domestication; morphological traits; QTL; gene cloning 人类文明的发展进步经历了直立行走、工具的然而,在作物的驯化过程中,究竟发生了什么?作物 使用、狩猎采摘以及种养农业等发展阶段。大约距是如何从野生状态(野生近缘种)逐渐演变成栽培状 今1万多年前,人类社会经历了从游动性的猎取采态(地方品种)并被人类选择利用的?这些科学问题 摘到相对定居性的种养农业的生产生活方式的转至今仍然没有得到确切的答案。近年来,围绕作物的 变口,这一转变过程最突出的特征便是大量作物被驯化过程,一些遗传学研究已经深入展开,为解开农 驯化栽培。已有的考古及作物多样性研究证据表作物驯化之谜提供了大量实验线索和判定依据。 明,主要农作物的驯化存在多个起源中心241:中东 新月沃地区起源了多种麦类作物(大麦、小麦、燕麦1作物驯化性状的解析 等),中国起源了大量的粮食作物(谷子、糜子、水稻、1.1驯化综合表征 大豆等),北美墨西哥地区起源了玉米,南美起源了 驯化综合表征是指作物由野生状态驯化为栽培 甘薯、马铃薯和花生等作物,非洲中部起源了高粱等状态后,表型性状的综合改变5一般情况下,野 作物。这些古老作物的驯化极大丰富了人类的膳食生种经过人为的选择和驯化后,往往表现为落粒性 结构,为人类文明的繁衍发展提供了食物安全保障。的丢失6、分支分蘗性的减少3、果实增大{9、种 收稿日期:2019-08-22修回日期:2019-09-20网络出版日期:2019-0909 Url:http://doiorg/10.13430/j.cnki.jpgr.2019082200 第一作者研究方向为谷子基因资源发掘,E-mail:jiaguanqing@caas.cn 基金项目:国家重点研发计划(2018YFD1000706,2018YFD00070);国家自然科学基金(31871630,31522040);国家谷子高粱产业技术体系 (CARS06-13.5-A4) Foundation project: National Key R&D Program of China(2018YFD1000706, 2018YFD1000700), National Natural Science Foundation (31871630, 31522040), China Agriculture Research System( CARS-06-135A4植物遗传资源学报 2019，20（6）：1355-1371 Journal of Plant Genetic Resources DOI：10.13430/j.cnki.jpgr.20190822001 主要农作物驯化研究进展与展望 贾冠清，孟 强，汤 沙，张仁梁 （中国农业科学院作物科学研究所，北京 100081） 摘要：农作物的驯化过程与农耕文明的发端密切相关，是作物种质资源遗传基础不断丰富衍化，利用价值不断完善的主 要途径之一。本文重点从作物驯化的主要性状、基因组遗传区段、重要驯化基因的克隆、作物驯化后的传播与基因渗透、作物 驯化理论与研究方法以及作物驯化研究的新趋势等方面评述近年来取得的主要研究进展，讨论研究存在的主要问题并对深入 开展作物驯化研究进行展望。 关键词：作物驯化；形态学性状位点；数量性状；基因克隆 Current Advances and Future Perspectives on Crop Domestication JIA Guan-qing，MENG Qiang，TANG Sha，ZHANG Ren-liang （Institute of Crop Sciences，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Beijing 100081） Abstract：Crop domestication has laid the fundamental basis of agricultural initiation and human civilization.Taking advantage of recent achievements on studies of crop domestication，this article reviewed the characterization of major domesticated-associated morphological traits，identification of important genomic segments，and isolation of domestication genes as well as the global spreading of cultivated crops post domestication.Furthermore，the advances on theoretical principals and fundamental methodologies as well current research focuses have been reviewed，and the future perspectives have been proposed. Key words：crop domestication；morphological traits；QTL；gene cloning 收稿日期：2019-08-22 修回日期：2019-09-20 网络出版日期：2019-09-09 URL：http://doi.org/10.13430/j.cnki.jpgr.20190822001 第一作者研究方向为谷子基因资源发掘，E-mail ：jiaguanqing@caas.cn 基金项目：国家重点研发计划（2018YFD1000706，2018YFD1000700）；国家自然科学基金（31871630，31522040）；国家谷子高粱产业技术体系 （CARS-06-13.5-A4） Foundation project：National Key R&D Program of China（2018YFD1000706，2018YFD1000700），National Natural Science Foundation （31871630，31522040），China Agriculture Research System（CARS-06-13.5-A4） 人类文明的发展进步经历了直立行走、工具的 使用、狩猎采摘以及种养农业等发展阶段。大约距 今 1 万多年前，人类社会经历了从游动性的猎取采 摘到相对定居性的种养农业的生产生活方式的转 变［1］ ，这一转变过程最突出的特征便是大量作物被 驯化栽培。已有的考古及作物多样性研究证据表 明，主要农作物的驯化存在多个起源中心［2-4］：中东 新月沃地区起源了多种麦类作物（大麦、小麦、燕麦 等），中国起源了大量的粮食作物（谷子、糜子、水稻、 大豆等），北美墨西哥地区起源了玉米，南美起源了 甘薯、马铃薯和花生等作物，非洲中部起源了高粱等 作物。这些古老作物的驯化极大丰富了人类的膳食 结构，为人类文明的繁衍发展提供了食物安全保障。 然而，在作物的驯化过程中，究竟发生了什么？作物 是如何从野生状态（野生近缘种）逐渐演变成栽培状 态（地方品种）并被人类选择利用的？这些科学问题 至今仍然没有得到确切的答案。近年来，围绕作物的 驯化过程，一些遗传学研究已经深入展开，为解开农 作物驯化之谜提供了大量实验线索和判定依据。 1 作物驯化性状的解析 1.1 驯化综合表征 驯化综合表征是指作物由野生状态驯化为栽培 状态后，表型性状的综合改变［5］ 。一般情况下，野 生种经过人为的选择和驯化后，往往表现为落粒性 的丢失［6］ 、分支分蘖性的减少［7-8］ 、果实增大［9］ 、种