Science：百年生物实验揭示了大麦对气候的快速适应

利用始于1929年的世界上最古老的生物实验之一，研究人员揭示了大麦这种主要作物是如何受到农业压力和不断变化的自然环境的影响。这些结果强调了长期研究在理解适应性进化动力学方面的力量。

栽培植物在不同环境中分散后的生存是快速适应进化的一个经典例子。例如，大麦，一种重要的新石器时代作物，在10000多年前驯化后广泛传播，在几千代人的时间里成为欧洲、亚洲和北非人类和牲畜的主要营养来源。如此快速的扩张和栽培使植物承受了强大的选择压力，包括对所需性状的人工选择和被迫适应各种新环境的自然选择。尽管先前对早期大麦品种的研究已经确定了该植物的一些群体遗传历史，并绘制了有助于其传播的遗传位点，但这些过程的速度和总体动态很难在没有直接观察的情况下确定。

利用世界上最古老和最长期的进化实验之一，大麦复合杂交II (CCII)， Jacob Landis和他的同事观察了大麦在近一个世纪的地方适应过程。CCII是一项多代共同花园实验，始于1929年，旨在使28个大麦品种的遗传多样性种群适应加州戴维斯的环境条件。虽然实验开始于几十年前的数千个基因型，但Landis等人表明，自然选择极大地减少了这种多样性，消灭了几乎所有的创始基因型，导致构成大多数种群的单克隆谱系占主导地位。这种转变发生得很快，无性系在第50代建立起来。

根据研究结果，这一成功的谱系主要由源自类似地中海环境的等位基因组成，比如戴维斯。此外，作者还表明，选择的目标基因表明气候在适应过程中起着重要作用，包括对生殖时间的强烈选择。

“我们发现大量证据表明，在这个实验中，局部适应主导了进化。然而，尽管CCII的产量在早期迅速增加，但进化育种方法未能跟上从基于系谱的育种方法中观察到的收益，”Landis等人写道，“了解为什么在当地适应过程中产生的最具竞争力的基因型不一定是最高产量的原因将是未来的极大兴趣。”