蔓越莓可以弹跳、漂浮并自行授粉：感恩节经典的俏皮科学

蔓越莓是美国的主食感恩节的家庭——但这个沼泽居民是如何出现在节日餐桌上的呢？

与许多经过数千年驯化的有价值的植物物种相比，栽培的蔓越莓（大果越橘）是一种年轻的农作物，就像美国一样是一个年轻的国家，感恩节是 一个相对较新的假期. 。但 作为一名植物科学家, ，我从蔓越莓的植物学和基因组学中了解了很多关于蔓越莓的祖先。

植物育种领域的新进展

人类已经培育出 高粱已有约 5,500 年历史, 玉米已有约 8,700 年历史 和 棉花已有约 5000 年的历史. 。相比之下，蔓越莓在大约 200 年前就被驯化了——但人们在此之前就已经开始食用这种浆果了。

野生蔓越莓原产于北美。它们是美洲原住民的重要食物来源，他们将它们用于布丁、酱汁、面包和其他食品中。 称为干肉饼的高蛋白便携式食品 – 食肉动物版本的能量棒，由干肉和动物脂肪的混合物制成，有时还镶嵌着干果。一些部落 今天仍然做肉饼, ，甚至 推出商业版本.

蔓越莓种植始于 1816 年，马萨诸塞州，革命战争老兵亨利·霍尔 (Henry Hall) 发现， 用沙子覆盖蔓越莓沼泽 给藤蔓施肥并保留其根部周围的水分。从那里，这种水果传遍了美国。东北部和中西部北部。

今天， 威斯康星州产量约 60% 美国的蔓越莓收获季紧随其后的是马萨诸塞州、俄勒冈州和新泽西州。加拿大也有种植蔓越莓 主要水果作物.

灵活且适应性强的工厂

蔓越莓有许多有趣的植物特性。像玫瑰、百合和水仙花一样，蔓越莓花是雌雄同体的，这意味着它们 包含男性和女性部分. 。这使得它们能够自花授粉，而不是依赖鸟类、昆虫或其他授粉媒介。

蔓越莓花有四个花瓣，开花时花瓣会剥落。这会暴露含有植物花粉的花药。这种花与鸟嘴的相似性为蔓越莓赢得了最初的名字， “蔓越莓”.”

当蔓越莓不自花授粉时，它们依靠熊蜂和蜜蜂将花粉从一朵花输送到另一朵花。它们还可以通过种植种子进行有性繁殖，或通过生根藤蔓插条进行无性繁殖。这对于种植者来说很重要，因为基于种子的繁殖可以实现更高的遗传多样性，这可以转化为增强的抗病性或更强的害虫耐受性等。

然而，无性繁殖同样重要。这种方法允许种植者创建在沼泽中表现良好的品种克隆，并种植更多的高性能品种。

每个蔓越莓 包含四个气囊, ，这就是为什么当农民淹没沼泽来收割它们时，它们会漂浮起来。当生蔓越莓掉落在坚硬的表面上时，气泡还会使它们弹起——这是判断蔓越莓是否新鲜的一个很好的指标。

这些口袋发挥着生物学作用：它们使浆果能够顺流而下，传播种子。许多其他植物通过动物和鸟类传播种子，动物和鸟类吃它们的果实​​并在四处走动时排出种子。但任何生吃过蔓越莓的人都知道，蔓越莓非常酸，所以它们 对野生动物的吸引力有限.

读取蔓越莓 DNA

蔓越莓是一种如此年轻的作物，科学家们已经知道 关于他们的遗传学的很多信息. 。蔓越莓 是二倍体, ，这意味着每个细胞包含一组来自母本的染色体和一组来自父本的染色体。它有24条染色体，其基因组大小还不到人类基因组的十分之一。

这些见解可以帮助科学家更好地了解潜在有价值的基因可能位于蔓越莓基因组中的位置。二倍体作物往往具有较少的与单一性状相关的基因，这使得通过培育它们来强调该性状变得更加简单。

研究人员还描述了栽培蔓越莓的野生近缘种的遗传学，这种蔓越莓被称为“蔓越莓”。小蔓越莓”（越橘). 。比较两者可以帮助科学家确定栽培蔓越莓的农艺价值性状在其基因组中的位置，以及小蔓越莓的一些耐寒性可能来自何处。

研究人员是 开发分子标记 – 确定某些感兴趣的基因或序列在基因组中的位置的工具 – 帮助确定不同蔓越莓品种的最佳基因组合，以增强所需的性状。例如，育种者可能想让果实更大、更坚硬或更红。

虽然人类种植蔓越莓的时间很短，但它们的进化历史却很长。他们进入农业有着悠久的遗传历史，包括 全基因组复制事件和遗传瓶颈, ，随着时间的推移，它们共同改变了人群中获得或丢失的基因。

当两个物种的基因组碰撞形成一个新的、更大的基因组，包含两个亲本物种的所有特征时，就会发生全基因组复制事件。当种群规模大大减少时，就会出现遗传瓶颈，从而限制了该物种的遗传多样性。这些事件在植物世界中极为常见，并且可能导致不同基因的获得和损失。

分析蔓越莓的基因组可以表明它何时在进化上与其一些亲戚（例如蓝莓、越橘和越橘）发生分歧。理解 现代物种是如何进化的 可以教导植物科学家如何遗传不同的性状，以及如何在未来有效地育种它们。

在对的时间成熟

小红莓与感恩节的密切联系起初只是一个实际问题。新鲜的蔓越莓从九月中旬到十一月中旬就可以收获，所以感恩节正好是吃蔓越莓的最佳时机。

蔓越莓酱首次在 1600 年代美国殖民地的记载中被粗略地描述，并出现在 1796 年首次出版食谱. 。浆果的酸味来自于 多种酸含量高, ，使它们的酸性是大多数其他可食用水果的两倍多，因此它们为充满火鸡和土豆等清淡食物的膳食增添了欢迎的活力。

近几十年来，蔓越莓产业已扩展到 果汁、零食和其他产品 追求全年市场。但对许多人来说，感恩节仍然是他们最有可能在菜单上看到某种形式的蔓越莓的时候。