Paprastųjų pupelių prijaukinimas

neto_efektas / CC / Flickr

Paprastųjų pupelių prijaukinimo istorija ( Phaseolus vulgaris L.) yra gyvybiškai svarbus norint suprasti ūkininkavimo ištakas. Pupelės yra viena iš trys seserys tradicinių žemės ūkio augalų auginimo būdų, apie kuriuos pranešė Europos kolonistai Šiaurės Amerikoje: Indėnai išmintingai derinami kukurūzai, moliūgai ir pupelės, suteikdami sveiką ir aplinką tausojantį būdą pasinaudoti įvairiomis jų savybėmis.

Pupelės yra viena iš svarbiausių naminių ankštinių augalų pasaulyje dėl didelės baltymų, skaidulų ir sudėtinių angliavandenių koncentracijos. P. vulgaris yra ekonomiškai svarbiausia prijaukinta genties rūšis Phaseolus.

Prijaukinti ypatybės

P. vulgaris pupelės būna labai įvairių formų, dydžių ir spalvų – nuo ​​pintos iki rožinės iki juodos iki baltos. Nepaisant šios įvairovės, laukinės ir naminės pupelės priklauso tai pačiai rūšiai, kaip ir visos spalvingos pupelių veislės („landrasys“), kurios, kaip manoma, yra populiacijos kliūčių ir tikslingos atrankos rezultatas.

Pagrindinis skirtumas tarp laukinių ir auginamų pupelių yra tai, kad naminės pupelės yra mažiau įdomios. Žymiai padidėja sėklų svoris, o sėklų ankštys suyra rečiau nei laukinių formų: tačiau pagrindinis pokytis yra grūdų dydžio, sėklos sluoksnio storio ir vandens suvartojimo virimo metu kintamumo sumažėjimas. Naminiai augalai taip pat yra vienmečiai, o ne daugiamečiai, o tai yra patikimumo bruožas. Nepaisant spalvingos įvairovės, naminės pupelės yra daug labiau nuspėjamos.

Prijaukinimo centrai

Moksliniai tyrimai rodo, kad pupelės buvo prijaukintos dviejose vietose: Andų kalnai Peru ir Lermos-Santjago baseinas Meksikoje. Laukinės paprastosios pupelės šiandien auga Anduose ir Gvatemaloje: buvo nustatyti du atskiri dideli laukinių tipų genų fondai, remiantis fazeolino (sėklų baltymo) tipo skirtumais sėkloje, DNR žymenų įvairove, mitochondrijų DNR variacijomis ir sustiprintas fragmento ilgio polimorfizmas, o trumpa seka kartoja žymenų duomenis.

Vidurio Amerikos genofondas tęsiasi nuo Meksikos iki Centrinės Amerikos ir į ją Venesuela ; Andų genofondas randamas nuo pietų Peru iki šiaurės vakarų Argentinos. Šie du genofondai skyrėsi maždaug prieš 11 000 metų. Paprastai mezoamerikietiškos sėklos yra mažos (mažiau nei 25 gramai 100 sėklų) arba vidutinės (25–40 g / 100 sėklų), su vienos rūšies fazeolinu, pagrindiniu paprastųjų pupelių sėklų saugojimo baltymu. Andų forma turi daug didesnes sėklas (daugiau nei 40 g/100 sėklų svorio), su kitokio tipo fazeolinu.

Pripažintos Mezoamerikos žemių rasės yra Jalisco Meksikos pakrantėje netoli Jalisco valstijos; Durango centrinėje Meksikos aukštumose, į kurią įeina pintos, didžiosios šiaurinės, mažos raudonos ir rausvos pupelės; ir mezoamerikietiška, Centrinės Amerikos tropinėje žemumoje, kuri apima juodą, tamsiai mėlyną ir mažą baltą. Andų veislės apima Peru, Andų aukštumose Peru; Čilės šiaurinėje Čilėje ir Argentinoje; ir Nueva Granada Kolumbijoje. Andų pupelės apima komercines tamsiai ir šviesiai raudonų inkstų, baltųjų inkstų ir spanguolių pupelių formas.

Kilęs iš Mesoamerikos

2012 m. buvo paskelbtas Roberto Papa vadovaujamos genetikų grupės darbas Nacionalinės mokslų akademijos darbai (Bitocchi ir kt., 2012), pateikdami argumentą už visų pupelių mezoamerikietišką kilmę. Papa ir kolegos ištyrė penkių skirtingų genų nukleotidų įvairovę, aptinkamą visų formų – laukinių ir prijaukintų, įskaitant pavyzdžius iš Andų. Mezoamerika ir tarpinę vietą tarp Peru ir Ekvadoro – ir pažvelgė į geografinį genų pasiskirstymą.

Šis tyrimas rodo, kad laukinė forma išplito iš Mesoamerikos, į Ekvadorą ir Kolumbiją, o vėliau į Andus, kur rimta kliūtis sumažino genų įvairovę prieš prijaukinimą. Vėliau prijaukinimas vyko Anduose ir Mesoamerikoje atskirai. Pradinės pupelių vietos svarbą lemia laukinis pirminio augalo prisitaikymas, kuris leido jam pereiti prie įvairiausių klimato režimų – nuo ​​Mezoamerikos žemumų tropikų iki Andų aukštumų.

Pasimatymas su prijaukinimo

Nors tiksli pupelių prijaukinimo data dar nenustatyta, archeologinėse vietovėse Argentinoje ir prieš 7000 metų Meksikoje buvo aptikta laukinių žemių rasių. Mesoamerikoje anksčiausiai naminės paprastosios pupelės buvo auginamos iki ~2500 m. Tehuakano slėnyje (prie Kokskatatlano), 1300 BP Tamaulipase (Romero ir Valensuelos urvuose netoli Okampo), 2100 BP Oachakos slėnyje (at Guila Naquitz ). Krakmolo grūdeliai iš Phaseolus buvo išgauti iš žmogaus dantų Las Pircas fazės vietose Andų Peru, datuojama ~ 6970–8210 m. RCYBP (apie 7800-9600 kalendorinių metų iki dabarties).

Šaltiniai

Angioi, SA. „Pupelės Europoje: Phaseolus vulgaris L. Europos žemių rasių kilmė ir struktūra. Rau D, Attene G ir kt., Nacionalinis biotechnologijų informacijos centras, JAV nacionalinė medicinos biblioteka, 2010 m. rugsėjis.

Bitocchi E, Nanni L, Bellucci E, Rossi M, Giardini A, Spagnoletti Zeuli P, Logozzo G, Stougaard J, McClean P, Attene G ir kt. 2012. Paprastųjų pupelių (Phaseolus vulgaris L.) mezoamerikietiška kilmė atskleista sekos duomenimis. Proceedings of the National Academy of Sciences Early Edition.

Brown CH, Clement CR, Epps P, Luedeling E ir Wichmann S. 2014 m. Pupelės (Phaseolus vulgaris L.) paleobiolingvistika. Etnobiologijos laiškai 5(12):104-115.

Kwak, M. „Dviejų pagrindinių paprastųjų pupelių (Phaseolus vulgaris L., Fabaceae) genų fondų genetinės įvairovės struktūra. Gepts P, Nacionalinis biotechnologijų informacijos centras, JAV nacionalinė medicinos biblioteka, 2009 m. kovo mėn.

[ PubMed ] Kwak M, Kami JA ir Gepts P. 2009. The Lerma-Santiago Basin of Mexico. Augalininkystės mokslas 49(2):554-563.

Mamidi S, Rossi M, Annam D, Moghaddam S, Lee R, Papa R ir McClean P. Paprastųjų pupelių prijaukinimo ( Funkcinė augalų biologija 38(12):953-967. Phaseolus vulgaris ) naudojant kelių lokusų sekos duomenis.

Mensack M, Fitzgerald V, Ryan E, Lewis M, Thompson H ir Brick M. 2010 m. Paprastųjų pupelių (Phaseolus vulgaris L.) iš dviejų prijaukinimo centrų įvairovės įvertinimas naudojant „omikos“ technologijas. BMC genomika 11(1):686.

Nanni, L. „Genominės sekos, panašios į SHATTERPROOF (PvSHP1), nukleotidų įvairovė naminėse ir laukinėse paprastosiose pupelėse (Phaseolus vulgaris L.). Bitocchi E, Bellucci E ir kt., Nacionalinis biotechnologijų informacijos centras, JAV nacionalinė medicinos biblioteka, 2011 m. gruodžio mėn., Bethesda, MD.

Peña-Valdivia CB, Garcia-Nava JR, Aguirre R JR, Ybarra-Moncada MC ir Lopez HM. Paprastųjų pupelių (Phaseolus vulgaris L.) grūdų fizikinių ir cheminių charakteristikų kitimas pagal prijaukinimo gradientą. Chemija ir biologinė įvairovė 8(12):2211-2225.

Piperno DR ir Dillehay TD. 2008. Krakmolo grūdeliai ant žmogaus dantų atskleidžia ankstyvą plataus derliaus mitybą Šiaurės Peru. Nacionalinės mokslų akademijos darbai 105(50):19622-19627.

Scarry, C. Margaret. Augalininkystės praktika Šiaurės Amerikos rytiniuose miškuose. Case Studies in Environmental Archaeology, SpringerLink, 2008 m.

J, Schmutz. „Etaloninis genomas paprastųjų pupelių ir viso genomo dvigubo prijaukinimo analizei“. McClean PE2, Mamidi S, Nacionalinis biotechnologijų informacijos centras, JAV nacionalinė medicinos biblioteka, 2014 m. liepos mėn., Bethesda, MD.

Tuberosa (redaktorius). „Augalų genetinių išteklių genomika“. Roberto, Graner ir kt., 1 tomas, SpringerLink, 2014 m.