又到中秋佳节，今天我们来聊聊月饼，但是我们并不聊月饼的制作和口味，我们来聊一聊月饼食材的基因组.
月饼的主要原料包括：面粉、糖、枣泥、花生、芝麻..... 由于种类太多，限于篇幅，我们只聊写到的这几种.
一、面粉
月饼面粉通常是由小麦加工而成的，那我们今天就聊聊小麦.
小麦是欧洲、印度、中国和非洲等地的一个主要食物来源.但是近年来主要是气候变暖，灾害频发，全球小麦的产量受到很大的威胁.
小麦其实是一个非常重要的物种，那么它是哪来的呢？
我们知道玉米是发源于安第斯山，小麦则是来自于西亚.
大约是在250万年前，小麦从山羊草属分离，就这一个属项下，就只有小麦这一个种，又过了差不多150万年，就到100万年前，小麦逐渐的独立演化成两个互相不会杂交的，分开的一个物种，我们称之为伊犁小麦和乌拉尔图小麦。50万年前我们推测有一株二倍体的乌拉尔小麦，基因叫做a跟一株二倍体的山羊草，他们两个是在250万年前刚刚分手的两个物种，这两个物种遇到一起，由于某种原因产生了一个后代，我们简单的理解就是乌拉尔图小麦和二倍体小麦，他俩之间杂交，生了一个二倍体的孩子，如果管我乌拉尔图小麦叫a，山羊草叫b，那么他们生出了这个孩子，他的这个名字基因变成了ab，然后因为环境的温度骤变，导致在这个纺锤丝没有形成，就是有丝分裂、减数分裂没有成功的完成，那么他这个孩子的染色体，就这个一元二倍体ab就发生了一个加倍，变成了一个1元4倍体，他的这个基因变成了aabb。过了一段时间大概就是8000到1万年前的时候，刚才讲到了这个aabb又遇到了野生的山羊草，基因叫dd，他们就产生了一个特别有趣的一个叫1元6倍体的杂交种，六倍体的基因型是aa， bb和dd，一个有着诸多优良性状的杂交的一元六倍体诞生了.后期我们就通过不断的自然选择人工驯化，就形成了今天的普通小麦，这是一个小麦的前世今生.
早期的这个野生小麦，他们主要的栖息地还是在亚洲大陆西海岸，中纬度地区.他是在一个海陆位置和大气环流的作用下，形成了全球比较少见的一种叫做地中海的气候，冬季温和多雨，夏季炎热干燥，而且特别漫长，那么为了熬过漫漫的一个夏天，野生小白逐渐就变成了一年生了一个植物，种子，在冬季到来之前先萌发，他以一个幼苗的形式运动，然后在春季迅速的拔高，开花结果，等酷夏来到的时候，全株已经死了，成熟的种子放在土壤中进行休眠，静静地蛰伏来，等待下一年到来，而也正是因为每一代小麦，都只有不到这一年的时间，所以他把这个营养过度的用在自己身上，其实没有益处，于是他们就把大量的精力花在培养下一代上，使小麦的每一个麦穗儿，每一个麦粒儿，都变得又大又饱满，积累充足的营养，这样种子就可以顺利的在冬季的时候发芽长大，这个几率就会更高一些。其实是因为一个特殊的气候，他自己想留住自己，他才选择了这个策略，这样一个富含营养的麦穗儿来作为自己的重点. 大约到了这个1.5万年前，随着降水量明显增加，环境也改善了，有一部分人类是从狩猎者开始变成了我们早期的农耕者，为了收割驻地附近的这个野生谷物，大家开始把石头磨成一些我们所谓的一些石刀或早期的镰刀，就是因为磨制石器的出现，标志着人类从旧石器时代转向新石器时代，在这个时代大约又过了两三千年，到了1.28万年前，整个地球在地质学上称之为叫做仙女木事件的一个气候巨变，气候变的干冷。这时野生动植物的资源都大为减少，当时已经无法满足人口膨胀的需求，我们可以说，绝望中的西亚先民们被迫不能再依靠狩猎，必须学着去种植一些植物，主动给自己生产粮食，应该说这也是目前学术界认可的，人类最早的一个农业的起源地之一，而早就被西亚先民利用的这个小麦，这个时候也就伴随着这一次仙女木事件的一次气候变冷，变成了人类首批进行驯化的农作物之一.
那么小麦研究遇到过哪些挑战？
这个小麦的育种是一个非常难的，原因还是他的基因复杂. 应该说普通的小麦虽然在地里看起来都一样. 实际上很复杂，他是刚才讲过是一个一元六倍体aabbdd，她是来源于三个基因组的一个复合体. 所以首先大家就从来不用担心，从这个小麦会不会有转基因呢？我们并不讨论转基因安不安全，但就从这个基因组的复杂性来讲的话，其实小麦是不可能有转基因的，目前来看它的难度实在是太大，因为一个人的基因组，我们以前说过就是三个gb，一个水稻的基因，其实只有人的1/7那么大，小麦的基因组有16个gb，差不多是人类基因组的五倍，是水稻基因组的40倍，也正是因为这个原因，小麦的基因组，一直推迟到2010年才发表，比水稻整整晚发了八年，所以小麦的相关研究也因此落后了很多.
当小麦基因组被解密完成之后，我们能做什么呢？
首先研究证实小麦是禾本科，其中有一个分支，跟他离的比较近，就是所谓大麦，包括青稞，其实他也是一种大麦，那么这个大麦还有一个基因的功能缺失，使他对小麦的白粉病可以产生免疫力，也就是说我们可以从大麦挑出这个基因，大概就不会感染，那么对小麦来说，普通小麦的这几个基因组成，每个群组上其实都有每一粒基因，如果我能把小麦的这个基因挑出，我们就有望获得抗白粉病的小麦品种，要知道这个白粉病还是属于小麦当中的一种癌症。
芝麻
那么最常见的月饼馅肯定包含芝麻，这个芝麻呢，是一个非常重要的经济作物，芝麻又叫胡麻，他是这个胡麻的子种，一年生的草本种.它也是咱们国家的主要的油料作物之一，就像我们一般吃的芝麻油，芝麻的种子含油量高达55%，而且芝麻除可以榨油之外，也是中国几大菜系当中重要的一个一个辅料，当然就包括在咱们今天讲的中秋月饼.
那么这个植物的基因是怎么样呢？
在14年2月份，中国农科院发表了芝麻的基因组序列，测出来的这个芝麻基因大小，大概是在3.5gb左右，大约还有27000多对.
花生
月饼常用馅料还有另外一个，就是花生。
花生是咱们国家产量丰富，使用广泛的一种坚果，又名长生果.因为它里面的营养价值非常丰富，不光有蛋白质，还有脂肪，含有糖类，还有多种的维生素，包括维生素ab，维生素e、维生素k，还有很多的矿物质钙、铁、磷不同的营养成分，我们人体所必需的氨基酸和不饱和脂肪酸，还有卵磷脂，胆碱，胡萝卜素，粗纤维等物质，所以花生为什么叫长生果，就是因为其实吃花生整个对神经系统有一个营养作用，有增强记忆的作用，也有补充我们各种各样的微量元素和必需氨基酸，不饱和脂肪酸的作用，那花生的亲属是在16年的2月份，是这个巴西利亚大学和华大基因一起发表的，包括两个二倍体野生花生的基础序列。
这两个基因大小分别是1.25gb和1.56gb，各自编码了一个136700，一个是41000基因，这两个就是我们今天吃的这个食用花生.
白糖
月饼里必不可少的就是糖. 糖里面最常见的就是白糖，那这个白糖是怎么来的呢？
它肯定不是合成出来了，其实白糖主要的两个来源，第一个就是甘蔗，第二个就是甜菜.
关于甘蔗呢，它比较复杂.现在我们种植的甘蔗都是多倍体.
第二个是非洲甜菜，我们这里面重点讲讲甜菜.它是一个二年生的草本植物，它主要起源在地中海沿岸，野生种的这个滨海甜菜，是栽培甜菜的祖先，大概在1906年糖用的甜菜引进的中国。
红小豆
豆沙馅月饼中的豆沙，通常是用红小豆制作的，有些地方叫赤豆. 红小豆主要产在中国.
早在大约12000年，被推测应该已经被驯化了，那么小豆它也是营养价值非常高的一种作物，它是一种理想的高蛋白低脂肪食物.而且具有补血、减肥等功效，他有个人体必需的八种氨基酸，其含量是禾谷类作物的2到3倍，他同时还富含b族的维生素，另外还含铁含钙，含有异黄酮，还有香皂带这样一类的一些生物活性物质。
中医学说和现代医学发现，小豆还是具备一些降血糖，降血脂和减肥的一些作用，那么他的基因是在2015年的发表的. 小豆丁基因组序列大小是467兆，大约34000个基因对.
枣
除了这个小豆，还有一种月饼食材就是小枣. 这个枣，是我们国家栽培历史最为悠久，也是最具有民族特色的果树之一，枣树是原产，在咱们国家黄河的中下游地区推测也有7000多年的一个栽培史了，现在基本上已经遍及除黑龙江和西藏以外，所有的省份，栽培的总面积已经接近3000万，苹果最多，然后是柑橘，第三位就应该是这个枣树，中国的每年的枣产量应该会达到六七百万吨，在所有的我们这种干果当中，是稳居第一的。
而中国枣树的栽培面积和产量都达到了世界的99%，应该是营养价值也是非常高的，它富含维生素c，还有这个花色苷酸多糖，等重要的一些功能成分，也是属于咱们国家一种传统的本草的商品，也是一种常用的，一个药食同源的一种中药，那么枣的产品，现在已经成为全国至少2000万农民，特别是果农的一个主要的经济来源，这个枣树还具有比较强的抗逆性的，比如说他非常的耐盐碱，也抗干旱，耐贫瘠，不管是山地沙地，盐碱地啊，包括半干旱地区，既可以兼顾生态改善，又可以解决农民增收.那么这个枣的基因在在2014年10月发表，主要是河北农业大学和花大基因一起发表了这个枣的基因组序列.它的大小是438兆，编码了32000对.
中秋佳节话月饼，品着月饼聊基因.
祝大家在中秋快乐。
网友评论