玉米的起源與進(jìn)化-34頁PPT課件

1、玉米的起源與進(jìn)化The Origin and Evolution of Maize2019年5月25日主要內(nèi)容1玉米分類2玉米的起源1玉米的發(fā)源地2玉米傳說3起源假說3玉米的傳播4糯玉米的起源一、玉米的分類1、植物學(xué)分類及近緣種 玉蜀黍?qū)?Zea L.) 栽培玉米種Zea mays.L 2n=20磨擦禾屬(Tripsacum L.)薏苡屬(Coisc L.)禾本科 玉蜀（黍）族流蘇果屬(Chionachne RBr.)（Graminea）(Maydeae）硬皮果屬(SchlerachneRBr.)三裂果屬(TrilobachneHenr.)多裔黍?qū)?Polytoca R.Br.)其中2個屬玉蜀

2、黍?qū)俸湍ゲ梁虒倨鹪从谖靼肭?。?個屬薏苡屬、流蘇果屬、硬皮果屬、三裂果屬和多裔黍?qū)?Polytoca RBr)起源于東半球。（王振萍等，2019） 類玉米俗稱大芻草2 栽培玉米的分類 依據(jù)玉米籽粒胚乳質(zhì)地類型和稃殼的有無，可以把栽培玉米分為八大類別（庫列索夫，1933）：硬粒型馬齒型爆裂型粉質(zhì)型糯質(zhì)型甜質(zhì)型甜粉型有稃型2.1、硬粒型 籽粒頂端凸出； 胚乳角質(zhì)淀粉多； 籽粒堅硬表面光滑； 2.2、馬齒型 籽粒頂端凹陷； 胚乳粉質(zhì)淀粉多； 一般產(chǎn)量較高；3、粉質(zhì)型 胚乳幾乎全是粉質(zhì)淀粉，乳白色；組織松軟； 易感染病害和遭受蟲害；吸濕性強，貯藏期間易發(fā)生霉變，我國種植很少。4、爆裂型（爆裂玉米） 胚

3、乳全為角質(zhì)淀粉； 籽粒頂端凸出，表面堅硬光滑； 果穗小，籽粒小，穗軸細(xì)，產(chǎn)量低， 是最古老的玉米種之一，5、糯質(zhì)型 籽粒外觀堅硬光滑，不透明，無光澤； 刀切面呈蠟質(zhì)狀，故又稱“蠟質(zhì)玉米”； 籽粒粘性大，幾乎100為支鏈淀粉； 單基因隱性(wxwx)； 6、甜質(zhì)型（甜玉米） 籽粒含糖量高1114； 胚乳角質(zhì)淀粉多； 蔬菜玉米 干種子皺縮、半透明，芽率低；7、甜粉型 籽粒含糖量高，但不透明； 籽粒上半部為角質(zhì)胚乳；下半部為粉質(zhì)胚乳。我國很少栽培。 8、有稃玉米 籽粒表面被較厚的稃殼包裹，無栽培價值。每個籽粒的外部均有稃殼，稃殼由穎片和內(nèi)外稃形成，稃殼的頂端有一種芒狀衍生物。是一種進(jìn)化比較緩慢的類型

4、，種植面積很小。二、玉米的起源1 玉米的發(fā)源地美洲大陸是玉米的起源地。但是，關(guān)于起源中心有幾種觀點： 華德生、瓦維洛夫等認(rèn)為，玉米起源地在中美洲的墨西哥、危地馬拉和洪都拉斯。因為直到現(xiàn)在那里還有很多地方可以找到玉米的野生祖先大芻草（Teosinte），而且考古學(xué)家還曾在墨西哥古跡中發(fā)現(xiàn)野生玉米大芻草的花粉化石以及眾多的玉米植株和果穗遺體。達(dá)爾文、第康道爾等認(rèn)為，玉米的起源地在南美洲的秘魯和智利沿岸的半荒漠地帶.考古學(xué)家曾在那里的古墓中發(fā)掘出不少史前玉米化石以及與玉米有關(guān)的文物。這些早期玉米品種的果穗比較小而整齊，穗軸和籽粒很像爆裂型玉米。達(dá)爾文還在高出海平面30米的秘魯海岸上，發(fā)現(xiàn)過許多和貝殼

5、埋在一起的古代玉米果穗。 韋瑟伍克斯、曼格爾斯多夫等認(rèn)為，玉米有兩個起源中心。初生起源中心在南美洲的亞馬遜河流域，包括巴西、玻利維亞、阿根廷等地。由于植物學(xué)家曾在那里的很多地區(qū)發(fā)現(xiàn)了玉米的野生種，例如加馬草、大芻草等。而中美洲的墨西哥和秘魯則是第二起源中心，包括從墨西哥向南沿安第斯山麓的狹長地帶。布卡索夫等認(rèn)為，玉米有多個起源中心.粉質(zhì)型玉米的起源中心在秘魯和哥倫比亞；硬粒型玉米的起源中心在秘魯；馬齒型和爆裂型玉米的起源中心在墨西哥；甜質(zhì)型和有稃型玉米的起源中心在巴拉圭。其中粉質(zhì)型玉米是最原始的玉米類型。 近代考古學(xué)家載中美和南美的古代遺址發(fā)掘出玉米穗軸，經(jīng)14C測定，距今已有5000年700

6、0年。根據(jù)這一證據(jù)可把玉米最早被馴化的地區(qū)縮小到從美國南部經(jīng)墨西哥直到秘魯、智利、沿安第斯山麓的狹長地帶。玉米傳說 關(guān)于玉米的傳說有很多。中美洲印第安人阿茲克族最崇敬的特拉洛克神就是玉米神，許多印第安部落都以玉米或其他作物命名為“玉米族”、“青玉米族”等。 部落之間發(fā)生戰(zhàn)爭或遠(yuǎn)征時，都焙干的玉米粉或炒熟的玉米耔粒裝在挎帶的革囊中，作為主要給養(yǎng)。所以玉米收成的豐歉，常常是決定戰(zhàn)爭勝負(fù)的一個因素。 曾經(jīng)在墨西哥尤卡坦半島昌盛一時的瑪雅文化，又被稱為“玉米文化”； “秘魯”這個詞在印第安那語言就是“玉米之倉”的意思。這些都說明古代阿茲德克人、瑪雅人、印加人不僅對玉米十分重視，而且栽培技藝高。2 玉米

7、起源的假說2.1 有稃野生玉米起源假說2.2 “共同起源”學(xué)說2.3 三成分起源學(xué)說2.4 野生玉米與多年生大芻草雜種理論 2.1有稃野生玉米起源假說該假說是法國博物學(xué)家Saint-Hilaire 1929年提出，認(rèn)為玉米起源于野生有稃玉米。而現(xiàn)在的無稃以及果穗外寶貝厚厚的苞葉是人類長期馴化和選擇的結(jié)果。由于有稃類型與正常玉米之間只有一個單基因的差別，它在形態(tài)上與玉米草、類大芻草有稃型等畸形玉米類型相似，但它不具備野生禾草的特征，在野外不能存在，許多人對這一理論持反對意見(Mange-lsdorf,1974)。2.2“共同起源（/祖先）”學(xué)說1906年Montgomery首先提出玉米和大芻草起

8、源于一個共同的祖先。1918年Weatherwax認(rèn)為不僅是玉米和大芻草，還有摩擦禾，這3種植物按照達(dá)爾文所描述的通常的趨異進(jìn)化方式由一個共同祖先傳下來。這3種植物都有很多未發(fā)育的結(jié)構(gòu)，它們是進(jìn)化過程中失去的器官的痕跡，如果這些結(jié)構(gòu)能得到充分的發(fā)育，這3種植物在形態(tài)上將有一種共同的形式(Mangelsdorf，1974)。2.3 三成分起源學(xué)說這個理論是Reeves和MangelsdorI在1939年提出的，它由3個獨立的部分組成。（其主要證據(jù)是考古學(xué)方面的資料）有稃玉米可能是祖先類型，有稃玉米突變產(chǎn)生野生玉米和其他變種。有稃性狀是單個遺孑的野生基因迭印在高度馴化的現(xiàn)代玉米品種上的結(jié)果玉米馴化

9、過程中，大芻草對玉米的進(jìn)化至少起了非常重要的作用。2.4 野生玉米與多年生大芻草雜種理論 該理論認(rèn)為，現(xiàn)代玉米祖先有2個：野生有稃玉米和多年生大芻草。野生有稃玉米(2n=20) 多年生大芻草(2n=20) 現(xiàn)代玉米(2n=20) 一年生大芻草(2n=20) 進(jìn)化結(jié)果雌穗的進(jìn)化玉米起源于美洲，而隨后得以在全世界廣泛種植。在玉米從美洲走向走向全世界過程中，哥倫布的環(huán)球航行是的重要因素。三 玉米的傳播玉米在世界范圍內(nèi)的傳播：1492年哥倫布到達(dá)美洲大陸，“發(fā)現(xiàn)了” 玉米1494年哥倫布將玉米由南美洲帶到西班牙(Spain)，后傳播到歐洲、非洲、亞洲和澳洲。From Brandolini (1969,

10、 1970) and Gerrish (1982)Colombus, 149316th16th 19th17th-19thSOUTHWESTERNFLINT & FLOURNORTHERNFLINT SOUTHERN DENTAndes, Mexico- 7000-100014001200-1600 ?- 3000Early material, Northern FlintCORN BELT DENT 1800CaribbeanAZTEC CONFEDERATIONINCAEmpireMaize introduction into Europe: ascertained by historic

11、al records, considered as unique in social sciences, hypothesized by geneticists玉米在中國的傳播1511年安徽穎州志最早記載玉米最先傳入東南沿海，后逐漸向內(nèi)陸傳播我國種植玉米的歷史不足500年到19世紀(jì)末玉米基本上傳遍7國大部分適宜種植地區(qū)，躍升為五谷(稻、黍、稷、麥、菽)之外的“第六谷”。玉米傳入中國的途徑：時間：1511年之前2 海路：16世紀(jì)葡萄牙開辟的東方航線，福建內(nèi)地1 陸路：印度西藏四川（玉蜀黍）四 糯玉米的起源糯玉米是由普通玉米引入我國后在西南地區(qū)種植發(fā)生變異而形成的一種特殊玉米（傅同梁等） 它一個由

12、隱性基因wx控制的遺傳性狀，表現(xiàn)為糯質(zhì)特性。 據(jù)Roberta等研究表明，wx基因位于玉米第9染色體短臂，編碼一種60kd的蛋白質(zhì)，能使尿苷二磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)移酶活性極度降低，因而基本上不合成直鏈淀粉，純合的wxwx玉米胚乳和帶有wx基因的花粉粒幾乎全部合成支鏈淀粉。因此，表現(xiàn)出糯性。國內(nèi)外學(xué)者普遍認(rèn)為，中國是糯玉米世界起源中心。根據(jù)植物學(xué)家G.N.CollinS著文記載，美國在傳教士J.M .W.Fanlham于1908年把一種具有粘性的玉米從中國帶到美國，同年5月9日，G.N.collins在華盛頓進(jìn)行了種植，其結(jié)果在1909年12月的美國農(nóng)業(yè)新聞簡報上表。乾隆二十五年(1760年)張宗法著三

13、農(nóng)記就有關(guān)于糯玉米的相關(guān)記載:“葉干類蜀黍，高六七尺。六七月開花吐穗。節(jié)側(cè)生葉，葉腋生苞，苞微長。須如紅纓，絨狀。苞內(nèi)包實，如搗槌，五六寸許。實外排列粒子，累累然如芡實大，有黑、白、紅、青之色，有粳有粘?；ǚ庞陧?，實生于節(jié)，子結(jié)于外，核藏于內(nèi)，亦谷中之奇者”.中國的糯玉米種質(zhì)資源非常豐富，據(jù)統(tǒng)計，完整保存的材料有500多份同工酶研究表明，中國的糯玉米材料多具有中國蠟質(zhì)玉米同工酶標(biāo)志，在云南西雙版納等地種植的四路糯、紫稈糯、曼金蘭黃糯等品種具有糯質(zhì)玉米的原始性狀，它是普通玉米引入中國后發(fā)生遺傳性突變后，經(jīng)過人工選擇產(chǎn)生的新品種類型,中國作物遺傳資源也有相關(guān)報道。糯玉米的發(fā)展與應(yīng)用20世紀(jì)30年代以前研究較少，僅在遺傳試驗中作為標(biāo)記材料種植1936年，依阿華州立大學(xué)發(fā)現(xiàn)糯玉米支鏈淀粉的性質(zhì)與當(dāng)時進(jìn)口日益困難的木薯塊根淀粉相似，并于1938開始了大規(guī)模的糯玉米雜交育種計劃。1942年JenknsE H育成了第一個雜交糯玉米品種投入生產(chǎn)，1944年