沙米或成“未来作物”

15.06.2016  14:45

    兰州晚报讯(记者何燕)中科院寒旱所“百人计划”马小飞团队最新研究发现:美味的沙生植物——沙米(学名沙蓬),起源于距今约160万年的新疆古尔班通古特沙漠。科学家早就发现,在漫长的生物进化过程中,分子进化速度几乎恒定。马小飞团队正是依据广泛典型沙区沙米样本体内的“分子钟”,不仅回溯出沙米的“祖宗”,为沙米排出完整“家谱”,同时证明了亚洲季风系统加速了沙米的进化,反推出青藏高原的沙漠化可能始于距今110万年左右。而耐寒、耐旱又好吃的沙米,极有可能成为应对全球气候变暖的“未来作物”。该项研究系列成果近日发表于《自然》杂志旗下《科学报告》。

    沙米是广泛分布于我国北方干旱半干旱区流动沙丘的一年生先锋植物,5月生长,10月成熟,生命力顽强。清乾隆年间汉族药学著作《本草纲目拾遗》记载:“沙蓬米,凡沙地皆有之。枝叶丛生如蓬,米似胡麻而小。”武威名小吃“沙米粉”、沙米转刀面等美食,均用沙米种子做出。

    由于马小飞的植物遗传学背景,他设想可以从植物分布、迁徙、遗传分化过程来反推上百万年间气候环境变化。研究结果表明:沙米大约160万年起源于古尔班通古特沙漠,随后在几次冰期期间,随着亚洲内部干旱化加剧,沙米有过3次大的“迁徒”、“定居”过程,从沙漠腹地向沙漠缘、从北向南,逐步扩散至其他沙漠及沙地,形成现在的分布格局。与其他区域的种群相比,处于季风区的沙米有效群体快速增长,印证了季风气候能显著驱动荒漠植物快速进化。分子谱系还揭示青藏高原的沙漠化可能始于110万年左右,远早于先前始于1万年左右的风尘记录。研究结果同时显示,在全球变暖背景下沙米的潜在分布区将向高亚洲区域扩张,青藏高原也存在沙漠化的巨大风险。

    该项研究通过对草原生态系统与沙漠生态系统转化过程中的典型先锋植物沙米分子谱系调查,既为理解沙漠生态系统对季风气候的响应提供了新的分子数据支持和解析角度,也为选育应对全球气候变暖的“未来作物”——沙米提供了生态适应性潜力和种质资源评估。据马小飞介绍,沙米的营养价值可与同属藜科、被誉为“全球十大健康营养食品”的藜麦相媲美,而口感更好。沙米1株可产8万粒种子,远超过小麦1株只产300粒至400粒,它的原产地降水量仅50毫米至400毫米,相信3至5年,种植技术会有较大突破;5至10年内,适宜黄土大面积推广的品系有望面向大众。

    该项目受到中国科学院“百人计划”项目及国家自然科学基金项目资助。

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