在中國文化中，黍無疑是最特殊的一個，從一萬年前最早被馴化開始，黍就成了中國文化的底色之一，從商周到漢唐，從詩歌到史冊，無不印刻著它留下的痕跡。即便今天它已從主糧變成小眾的雜糧，這種發(fā)源于中國西北的作物，也依然在地球上的各個角落，承擔著大田作物不可承擔的作用。
12月1日，《自然遺傳學》發(fā)布了我國科學家的最新成果，科學家們用10年的時間，繪制了黍的泛基因組和遺傳變異圖譜，在肉眼不可見的微觀世界，解析藏在歷史里的馴化故事，也揭開了這個中國文化中最重要的農(nóng)作物，一萬年中的演化與變遷。
黍稷起源于中國，大約在1萬年前被馴化，是人類馴化最早的作物之一。中國農(nóng)科院作科所供圖
馴化最早的作物，農(nóng)業(yè)文明的起源
黍，也叫稷，西北人呼為糜子，中原多叫黃米，在北京，人們稱它為黍子，科學家則稱為黍稷。
北京西郊，1萬年前的東胡林遺址中，人們發(fā)現(xiàn)了黍的種子，河北邯鄲，1萬年到8700年的磁山文化遺址中，發(fā)現(xiàn)了成噸的黍稷。在有史可鑒的時間里，無論商周還是漢唐，黍都是人們的主糧。
黍的種子比水稻和小麥的種子更小，古人以一粒黍稷的長度為一分，十分為一寸，制定了最初的度量標準。這個細小的種子，還承擔著中國文化最厚重的一面，古人以稷為谷神，以社為土神，社稷之重，恰恰在最低微的塵土和最細小的種子之間。
黍與稷，原本一體，它不僅是糧食，還是中國人在遠古就建立的信仰，在日常生活遵循的分寸。
《詩經(jīng)》中，黍是文明原初的寄托，3000年前，周代殷商，商宗親箕子朝周，過故殷墟，見宮室毀壞，遍生禾黍。悲嘆“麥秀油油兮，黍禾漸漸。彼狡童兮，不與我好兮。”殷民聞之，皆為流涕。300年后，代商的西周同樣遭遇傾覆的命運，周大夫過故宗廟宮室，見舊時廟堂，盡為禾黍，發(fā)出千古興亡之嘆，“彼黍離離，彼稷之苗……知我者，謂我心憂，不知我者，謂我何求?！?/p>
栽培黍源于野生黍，這種在野地里瘋長的植物，被人類馴化之后，依然保留著最頑強的生命力，農(nóng)人們在最貧瘠的土地上播下種子，依然能夠獲得收成，即便遇到漫長的干旱，它也會在逆境中頑強等待，等到大雨降臨，再一次開始生長。所以在盛唐的詩人筆下，“故人具雞黍”，是農(nóng)家豐裕的田園生活，在宋代戍邊的軍人眼里，“古道入秋漫黍稷”，是邊疆新的防線。
黍，從來不曾離開過人們，即便在水稻和小麥興起，并且逐漸代替黍成為主糧的時代，它也仍然在最貧瘠的地方，守護著人們的生活。
黍稷也叫梅汁、大黃米等，營養(yǎng)豐富，還是我國許多地方的特色美食。 中國農(nóng)科院作科所供圖
從主食變成雜糧，黍稷的千年之變
2009年，從事谷子高粱育種的中國農(nóng)科院作科所研究員刁現(xiàn)民，在西北的黃土高原和東北的漫坡上，看到了連片的黍稷。只是，人們播種在土地中的，還是數(shù)量并不多的農(nóng)家種。在現(xiàn)代科學快速改變育種模式，豐富的品種不斷出現(xiàn)的今天，黍稷，好像被留在了歷史的記憶中。
黍稷是人類的馴化的作物中，最耐逆境的，在我國西北，每年還有近千萬畝的黍稷種植，但它們和現(xiàn)代作物的產(chǎn)量相比，有太大的差距，四五百斤的畝產(chǎn)是常態(tài)，有時候還會更少。在鄂爾多斯，刁現(xiàn)民見到了做黍稷雜交的育種家，但他覺得，雜交的品種并沒有太大的差別。在更多的地方，現(xiàn)代品種的缺乏，同樣是普遍的現(xiàn)象。
黍稷的命運變化，其實早在1000年前就開始了。宋元之際，北方的小麥、南方的水稻逐漸成為主要作物，黍稷漸漸變成了小眾作物，1000年來，農(nóng)人們種植的仍然是那些為數(shù)不多的品種，對它的發(fā)掘與馴化，也同樣變得小眾和艱難?？茖W家們發(fā)現(xiàn)，這些農(nóng)家品種的多樣性并不豐富，而多樣性，是現(xiàn)代雜交育種最重要的基礎(chǔ)。
刁現(xiàn)民想弄明白，中國人幾千年的主糧，為何變成了如今的小眾作物？丟失的多樣性，能否再一次尋回？藏在歷史里的秘密，揭開后，又會帶來怎樣的變化？
現(xiàn)代生物技術(shù)，為科學家們提供了更便利的工具，可以在肉眼不可見的基因世界里，找到那些不為人知的奧秘。
黍稷是抗逆性最好的作物，可以在貧瘠的土地上種植，圖為我國西北地區(qū)大片種植的黍稷。中國農(nóng)科院作科所供圖
在基因中找答案，探明黍稷的起源
從10年前開始，刁現(xiàn)民和他的團隊，開始破解黍稷基因里的秘密。從收集各種各樣不同的黍稷開始，包括63份野生種、415份農(nóng)家品種和38份現(xiàn)代栽培種，有了這些材料，所有的工具和方法，也就有了實踐的空間。
這份工作持續(xù)了10年，從基因測序，到建立基因圖譜，再到鑒定基因，發(fā)現(xiàn)基因里的變異，通過變異找到黍稷馴化和傳播的過程。
發(fā)現(xiàn)之一，就是厘清了黍稷的起源地。大約在300年前，現(xiàn)代植物分類學的建立者之一卡爾·馮·林奈，也曾經(jīng)研究過黍稷，他認為黍稷起源于印度。后來，也有科學家認為，黍稷起源于阿拉伯國家，甚至還有人認為，黍稷起源于非洲。在現(xiàn)代生物學不發(fā)達的時代，科學家們往往通過發(fā)現(xiàn)地去判斷植物的起源。但基因技術(shù)的發(fā)展，使得人們可以從基因的變化中，找到漫長歷史中的每一個細微變化。
這些變化從最早馴化開始，研究人員發(fā)現(xiàn)，黍稷最早的馴化地，可能在今天的黃土高原，在當時，那里還是一片水草豐茂的膏腴之地。大約在4500年前，黍稷傳播到中亞，隨后又用了1000年左右，傳到了歐洲。
在今天，歐洲的烏克蘭、俄羅斯等，仍然是黍稷的主要生產(chǎn)國。在美洲，黍稷的種植面積同樣不小，但主要作為飼料使用。而在歐洲、印度等地，黍稷仍然作為糧食在使用。在國外，對黍稷的研究也同樣在進行，尤其是美國，早在1927年，就有兩位美國科學家，對黍稷進行了一項歷時7年的研究，發(fā)現(xiàn)黍稷是所有作物中抗旱節(jié)水性能最好的。1927年，美國有兩個專家歷時7年對所有的禾本科作物進行了深入的研究，得出的結(jié)論是黍稷，這種作物是最抗旱、最解水的。英國科學家則最早發(fā)現(xiàn)，黍稷有四套染色體，是異源四倍體，這使得它的雜交也格外復雜。
重啟馴化的進程，尋回詩里的作物
從單個基因圖譜，到多個品種的泛基因圖譜，再到變異圖譜，探明基因的秘密，不只是滿足科學家的好奇心，更為重新尋回歷史中的主糧作物，開啟停滯的馴化之路提供了基礎(chǔ)。
刁現(xiàn)民和他的團隊，用了3年時間，在大同、呼和浩特、蘭州、赤峰、太原、齊齊哈爾、石家莊等地，種下500多份黍稷材料，這些地方，都是它的主產(chǎn)區(qū)，科學家們用統(tǒng)一的標準，鑒定它們的株形、穗粒數(shù)、落粒性等43個表型性狀。
比如花和種子的顏色，黍稷的花有綠色的，也有紫色的，種子有黃色的、也有黑色的，到底是什么在控制著它們的顏色，同樣的植物為何有不同的顏色？再比如落粒性，落粒是植物在自然界生存和繁衍的選擇，但對人類來說，落粒則意味著收成的減少。
所有的一切，都在基因世界里，對科學家們展露無疑，那些關(guān)鍵基因的位點、作用、變異，最終表現(xiàn)在一株黍稷上，而育種的科學家們，也可以通過現(xiàn)代技術(shù)，去選擇甚至促成那些對人類有益的變化。
在研究中，刁現(xiàn)民和他的團隊，建立了一個基因組研究平臺，利用這個平臺，可以根據(jù)不同的需求，發(fā)掘出不同的基因，育成不同的品種，比如抗旱，比如高產(chǎn)，比如優(yōu)質(zhì)。
在中國漫長的農(nóng)耕文明中，黍稷代表著文明的來源。而在科學家的眼里，黍稷是潛力巨大的高產(chǎn)作物，同時還是發(fā)展空間廣闊的研究對象，更是應(yīng)對急劇變化的氣候環(huán)境、保障糧食安全的選擇之一。
在北京，1萬年前的東胡林人在山坡上種下黍稷，1萬年后，這里的人們在同一片土地上，重新播下同樣的種子，收獲古老的食物。而在未來不遠，或許它會和所有現(xiàn)代作物一樣，歷經(jīng)科技的改造重生，重回人們的日常生活中。
