得益于大萧条之前开展的一项实验，研究人员已经确定了大麦(啤酒和威士忌的主要成分)非凡适应性背后的基因。这些发现可以确保这种作物在快速的气候变化中继续生存。

大麦是世界上最重要的谷类作物之一，从亚洲和埃及到挪威和南美洲的安第斯山脉，大麦的种植范围遍布各地，至少已有12,000年的历史。随着大麦遍布全球，其DNA的随机变化使其能够在每一个新地方生存下来。

至关重要的是，要确定发生变化的基因，才能预测哪些品种能够在目前日益升高的气温、更长的干旱时间和更猛烈的风暴肆虐的地区茁壮成长。

加州大学河滨分校遗传学家丹·科尼格说：“育种者早就认识到开发适应当地环境的作物的必要性。因此，一个世纪前，他们在加利福尼亚州戴维斯开始了这项实验，研究了来自世界各地的大麦品种，目的是确定适合当地环境的品种。”

科尼格说：“开始这项实验的科学家无法确定哪些基因使得大麦在特定环境下成功生长并高产，但现在我们可以在我的实验室中通过一次实验研究数千万种基因变化。”

《科学》杂志发表的一项新研究描述了数十种有助于大麦适应性的基因。该研究的通讯作者科尼格解释说，他们发现的一些基因可帮助大麦将其生殖过程安排在繁殖季节的最佳时间。

科尼格说：“开花过早或过晚都意味着植物无法结出种子。农作物要想结出最大量的种子，就必须在非常狭窄的时间内开花。”

在加利福尼亚州，农作物必须在漫长的旱季到来之前完成开花，否则就没有足够的水来结籽。但如果植物开花过早，它们可能会遭受霜冻。研究人员确定了遗传学如何让植物在恰当的窗口开花，其中几个基因促进早期开花，另一些基因减少晚期开花。

识别这些基因并非易事。“理解遗传适应的挑战之一是，观察它可能需要几十年的时间，因为你一年只能种植一代大麦，”科尼格说。

大麦研究人员在该领域表现突出。图片来源：DanKoenig/UCR

幸运的是，科尼格和他的同事们可以参与大麦复合杂交II实验，该实验于1929年在加利福尼亚州戴维斯市成立，是世界上最古老的生物实验之一。该实验旨在为加利福尼亚市场发现新的大麦品种。

几十年来，育种者们在戴维斯让数千种基因不同的大麦相互竞争。在炎热干燥的加州气候下生长最好的大麦胜过其邻居，并且随着时间的推移变得更加普遍。

Koenig团队意识到这次实验中的种子可以用作时间机器，直接观察适应过程并识别能够生存的基因。

在这58个生长季节中，田地从15,000个基因不同的单株植物变成了占种群60%¾的单一植物谱系，而没有经过任何人类的选择。

科尼格说：“我们对在短短的进化时期内发生的变化之大感到震惊。自然选择在人类的一生中彻底重塑了整个基因组的遗传多样性。”

该研究小组正在计划进行进一步的研究，以检查不同气候下的长期实验数据，以了解如何以不同的方式调整开花时间。

此外，该团队还希望更好地理解他们观察到的奇怪现象。在戴维斯实验期间，植物种群包含来自许多地方的品种。随着它们适应北加州，植物的产量自然增加了近一倍。然而，这种增幅仍然低于育种者通过人工选择策略获得的增幅。

科尼格说：“产量可能与其他特性相竞争，比如生长速度快或长得高。种植者希望植物能成为友好的邻居，但友好可能会限制植物对环境的适应。”

由于大麦在基因上与小麦、水稻和玉米相似，了解大麦如何在如此多样化的环境中生存可以用来帮助其他谷物适应极端气候。

利用基因组工程和CRISPR等现代技术，研究人员可以尝试设计其他在特定的、更有利的时间开花的作物。

科尼格说：“大麦的适应能力是文明发展的基石。了解大麦的适应能力不仅对继续生产酒精饮料很重要，而且对我们培育未来作物的能力以及提高它们适应世界变化的能力也很重要。”

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