爱荷华州立大学的研究人员发现，墨西哥西北部的尤卡坦半岛是现代栽培棉花的主要遗传起源地。该研究分析了野生和栽培棉花种群的基因组。 Gossypium hirsutum其中一种被称为陆地棉的物种。结果表明，该地区是驯化中心，也是可用于作物改良的遗传多样性宝库（DOI：10.1073/pnas.2607107123）。
这项研究结合了新收集的野生棉花样本和基因组测序数据。研究团队比较了数百个基因组，并评估了驯化棉花、来自尤卡坦半岛、佛罗里达州、波多黎各和瓜德罗普岛的野生种群以及近缘物种之间的关系。分析结果表明，驯化棉花的基因组与来自尤卡坦半岛西北部的棉花样本存在关联。
该工作组由19名研究人员组成。爱荷华州立大学生态学、进化生物学和生物体生物学教授乔纳森·温德尔领导了这项研究。该校研究员科琳·格罗弗负责协调新样本的测序和数据分析工作。
旧假设
研究结果证实了一个由来已久的假设。此前的研究已经指出，尤卡坦半岛北部很可能是驯化发生的地区。然而，当时缺乏真正野生种群的大量样本。基因组测序技术的进步使得更精确的评估成为可能。
该研究纳入了来自尤卡坦半岛的158株植物和来自佛罗里达州的141株植物。此外，研究还整合了加勒比地区已描述的野生种群、驯化种群以及相关物种的数据。基因组比较根据地理来源和驯化程度对这些组别进行了区分。在种群结构分析中，尤卡坦半岛的样本与驯化棉花的排名接近。
遗传多样性
尤卡坦半岛西北部地区的遗传多样性最高。在该地区随机选取的两个野生个体，其核苷酸差异平均而言几乎是两个现代栽培品种之间差异的两倍。这种模式表明，在驯化和随后的育种过程中，该地区曾经历过一次遗传瓶颈。
驯化棉花经过数千年的选育。农民偏爱纤维更长、更白、更细、更丰富的植株。野生棉花的棉铃较小，纤维短、呈棕色且粗糙。选育也改变了棉花的株型、生长周期和生理特性。
研究人员认为，基因库的缩小是因为驯化最初只针对庞大种群中的一小部分。经过人类世代的选择，野生种群中存在的许多等位基因不再属于栽培种群的基因库。
基因渗入的迹象
该研究还记录了基因渗入的迹象 古巴棉，一种在南美洲独立驯化的物种。现代栽培品种 Gossypium hirsutum 他们显示出大约 13% 到 14% 的祖先成分与……相关 古巴棉该研究将这种模式与自然事件以及物种扩散到整个加勒比地区后的改善联系起来。
数据并未指向单一的主要驯化基因。候选区域包含数千个基因，但没有一个基因集中显示出明显的信号。研究人员的解释表明，驯化是一个渐进的过程，随着时间的推移，表型效应较小的突变逐渐积累。
与佛罗里达州和瓜达卢佩岛等周边地区相比，尤卡坦半岛西北部的种群遗传负荷较低，转座元件插入的积累也较少。研究人员将这些结果归因于更大的种群规模、更少的隔离以及更高效的自然选择。
这项研究的主要成果在于其构建的遗传图谱。尤卡坦半岛的野生棉花种群可能含有与抗病性、耐盐性以及其他在驯化过程中丢失的性状相关的等位基因。据爱荷华州立大学的资料显示，格罗弗指出，尤卡坦半岛的数据已经可以指导人们在栽培棉花中寻找有用的性状。
