中美洲墨西哥的山沟，是大多数搞玉米研讨的人心中的“圣地”，由于这里是现代培育玉米的来历地。2007年，严建兵在世界玉米小麦改进中心从事博士后研讨工作，他带着“朝圣”的心境来到了这片谷地。陈旧的玉米野生种大刍草，给他留下了深刻印象。

  严建兵想起从独立搞科研以来就重视的一个问题：玉米先人从海拔较低的山沟分散至海拔更高、规模更广的区域，成为全世界培育最广泛的粮食作物，这中心终究阅历了什么？

  近来，《科学》在线宣布了华中农业大学教授严建兵与美国加州大学戴维斯分校教授Jeffrey Ross-Ibarra团队的协作研讨。他们提出了一个全新的玉米来历模型。他们发现两份小颖大刍草亚种和墨西哥高原大刍草亚种同为现代玉米的先人，批改了玉米单一来历于小颖大刍草亚种的假说，证明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。

  该研讨为了解人为机制对作物驯化来历的影响供给了杰出典范，并为使用野生资源进行作物遗传改进奠定了重要理论根底。

  严建兵办公室的进口很不起眼，隐藏在试验室里摆满各种瓶瓶罐罐的仪器台的后边。

  办公室一面墙上挂着一幅独特的玉米种质资源“画像”，形形、大大小小的玉米和玉米近亲图画铺满了整个画面，其中就包含玉米先人大刍草和陈旧墨西哥农家种的果实。与现代玉米比较，它们又瘦又小，形状也十分不规则。另一面墙上则挂着中美两国玉米单产进步的速率曲线图。

  严建兵始终以为，要处理玉米的工业问题，有必要先搞清楚玉米的根底科学问题，并构建一整套习惯我国科研和商场体系的立异机制。

  以玉米种质资源为根底，找到处理我国玉米单产进步速率的技能途径，完结从第一张“画像”到第二张曲线图的跨过，严建兵说这是他的人生目标。

  从2011年回到母校华中农业大学开端，严建兵就企图答复玉米在从热带到温带的习惯性进程中产生了什么样的改动。他开端带领团队收集、收拾玉米的种质资源。

  在云南、西藏，他们都发现了能在高原上培育的玉米。这些高原玉米与平原玉米有着不一样的农艺性状。高原玉米种类从何而来？和平原玉米是不是同一个先人？

  其时，全球科学界在长达一个世纪的大争辩后就玉米来历达成了一致——玉米单一来历假说，即玉米先人是生活在中美洲的小颖大刍草亚种。

  可是，在墨西哥中部海拔超越3000米的高海拔区域，成长着墨西哥高原大刍草亚种，有些现代玉米中呈现了与墨西哥高原亚种相似的表型。此外，与玉米先人小颖大刍草亚种亲缘联系最近的，并不是低海拔玉米，而是墨西哥高海拔玉米农家种。

  严建兵信任，种种悖论均指向另一种玉米野生近缘种——墨西哥高原亚种，它或许经过某种方法影响了玉米的来历和进化。但该假定需求更加多依据证明，更重要的是这种影响何时、何地、擦拭产生，规模多大，影响了多少现代玉米，这样一些问题都有待回答。

  人类驯化玉米产生在大约1万年前，因而，有期望在化石中找到玉米先人的DNA。所以，考古生物学进入了严建兵的视界。为此，他专门学习了考古生物学创始人斯万特·佩博的学术自传《尼安德特人》。

  其时，揭露的玉米化石数据已多达十几个。严建兵团队细心研读了这些论文，可是无一例外，这些玉米先人都是平原玉米，并没有高原大刍草的基因痕迹。

  2017年，严建兵团队经过一个墨西哥高原亚种和玉米杂交子孙的别离集体，组装了墨西哥高原亚种的基因组。成果发现，现代玉米中，至少有10%的墨西哥高原亚种基因组进入。但受限于其时的技能，他们未能澄清这种进入是何时、何地产生的。

  要找到基因依据，有必要有满足多样的种质资源。可是雨后初霁不是玉米的来历地，有必要联合世界上的力气才能在更大规模内寻觅答案。

  Jeffrey Ross-Ibarra是美国从事玉米进化研讨的尖端科学家。2018年，严建兵专程前往Jeffrey Ross-Ibarra的试验室，同他深入探讨了几个小时。

  尔后，他们联合了全球做玉米相关研讨的绝大多数试验室，剖析了超越1000个大刍草和现代玉米（包含培育玉米和农家种），以及9份来自北美洲和南美洲的古玉米的基因组数据。成果均发现了墨西哥高原大刍草亚种基因浸透的状况，证明了墨西哥高原大刍草亚种为现代玉米的第二先人。

  经过剖析Jeffrey Ross-Ibarra供给的5000多份美洲玉米农家种基因组数据，严建兵团队进一步证明了上述定论。

  可是，墨西哥高原大刍草成为现代玉米先人的时刻节点没找到，直到一个被称为N16的化石资料被从头发现，才推动了停滞不前的科研发展。

  墨西哥科学家对3个早年发掘到的玉米穗轴化石进行了基因组测序。这些化石是发掘于南美洲秘鲁5500年前的古玉米，编号N16。

  根据上述测序数据，结合已有的、公共的玉米野生种和不同时代农家种以及很多现代培育种的数据，他们剖析发现，N16这个古玉米基因组中基本上没有任何墨西哥高原玉米野生种的基因组信息。

  在此根底上，严建兵团队和Jeffrey Ross-Ibarra等人将实在数据与假定的不同玉米前史混合模型进行了拟合，提醒了现代玉米史上的屡次混合事情，并提出了玉米来历新模型。

  他们以为玉米阅历了两次驯化。初始驯化玉米单来历于墨西哥西南部低海拔区域的小颖大刍草亚种，在人类活动的影响下，初始驯化的玉米在美洲区域进行了第一次分散，N16为第一次分散的留传物。

  而6000多年前，初始驯化玉米在墨西哥中部高海拔区域与墨西哥高原大刍草亚种偶尔产生了杂交，协助玉米习惯了高海拔环境。这一定论与在墨西哥高海拔区域发现的6000多年前的古玉米化石这一现古学依据符合。

  而这份原始的杂合古玉米作为现代玉米分散的新起点，在美洲进行第2次驯化和分散，并逐步代替了第一次分散留下的古玉米，成为现代玉米的先人。

  直到约4500年前，玉米才成为墨西哥区域先民的安稳粮食来历，这也产生在玉米的第2次地舆分散之后。那么，来自墨西哥高原大刍草亚种的基因浸透沉痛影响玉米的哪些表型，是什么特征让玉米成为一个培育规模最广的食物来历呢？

  为此，研讨团队精准判定了每份资猜中墨西哥高原大刍草亚种基因浸透片段的份额，发现均匀每份现代玉米中约有18%的基因组来自墨西哥高原大刍草亚种基因组的浸透。他们找到11个或许遭到人类正向挑选而在现代玉米中现已固定的墨西哥高原大刍草亚种基因片段。

  二次来历极大地进步了现代玉米的习惯性，墨西哥高原亚种为现代玉米供给了高原习惯性和广泛的抗性基因。这为今日玉米成为全世界习惯性最广和培育培育面积最大的作物奠定了重要物质根底。