近日，华中农业大学严建兵教授团队联合加州大学戴维斯分校杰弗里教授团队的最新研究成果在线发表在《科学》杂志上。研究提出了一个全新的玉米起源模型，发现两份完全不同的大刍草——小颖大刍草亚种和墨西哥高原大刍草亚种为现代玉米的共同祖先，修正了玉米单一起源于小颖大刍草亚种的假说。同时，明确了墨西哥高原大刍草亚种对现代玉米表型变异的重要贡献。该研究为理解人为机制对作物驯化起源的影响提供了良好范例，并为利用野生资源进行作物遗传改良奠定重要理论基础。该研究同时得到了中国、美国和墨西哥等国15个研究团队在材料和数据收集等方面的大力协助，是一个国际合作、多方协同攻关的成果。
玉米是人类历史上驯化最为成功的作物之一，但玉米与其野生近缘种之间存在巨大的形态差异，从而引发了一个多世纪以来关于玉米起源的科学争论，有“三成分起源假说”“单起源假说”等。直到本世纪初，借助分子标记技术，美国科学院院士、威斯康星大学的约翰·多布利证明玉米是单一起源于小颖大刍草亚种，“单起源假说”也因此成为科学界的共识。
严建兵教授联合研究团队分析了超过1000个大刍草和现代玉米（包括栽培玉米和农家种），以及9份来自北美洲和南美洲的古玉米基因组数据，证明墨西哥高原大刍草亚种为现代玉米的第二祖先。通过分析杰弗里教授提供的5000多份美洲玉米农家种基因组数据，进一步证明了这一结论。研究人员将真实数据与假设的不同玉米历史混合模型进行了拟合，揭示了现代玉米史上的多次混合事件。在此基础上，研究团队提出一个新的起源模型，即初始驯化玉米单起源于墨西哥西南部低海拔地区，在人类活动影响下，初始驯化的玉米在美洲地区进行了第一次扩散。而6000多年前，初始驯化玉米在墨西哥中部高海拔地区与墨西哥高原大刍草亚种偶然发生了一次杂交，帮助玉米适应了高海拔环境，而这份原始的杂合古玉米作为现代玉米扩散的新起点，重新在美洲进行第二次驯化和扩散，并逐渐替代了第一次扩散留下的古玉米，成为现代玉米的祖先。
严建兵教授表示，如何进一步利用野生资源，不断拓宽现代玉米的遗传多样性，寻找更多的适应不同环境的多抗基因，培育适合未来气候变化的新作物是将来努力的重要方向。下一步，要继续通过科学研究，不断提高密植玉米产量，发展高蛋白和全株利用型玉米。
