木薯：热带地区的第三大碳水化合物来源

木薯：热带地区的第三大碳水化合物来源

木薯（Manihot esculenta）是一种原产于南美洲的木本灌木，是热带和亚热带地区重要的碳水化合物来源。作为第三大食物碳水化合物来源，仅次于大米和玉米，木薯为全球超过50亿人提供基本饮食。本文将从植物学特征、营养成分、基因组研究、历史和地理分布等多个维度，全面介绍这一重要作物。

简介

木薯（Manihot esculenta），通常称为木薯(/kəˈsɑːvə/)、木薯或尤卡（在众多地区名称中），是大戟科大戟科的木本灌木，原产于南美洲。木薯虽然是多年生植物，但由于其可食用的淀粉块根是碳水化合物的主要来源，因此在热带和亚热带地区作为一年生作物被广泛种植。虽然它在西班牙美洲的部分地区和美国通常被称为丝兰，但它与丝兰无关，丝兰是天门冬科的一种灌木。木薯主要以煮沸的形式食用，但大量用于提取木薯淀粉，称为木薯粉，用于食品、动物饲料和工业用途。巴西 farinha 和西非的相关 garri 是一种可食用的粗面粉，通过磨碎木薯根，从获得的磨碎的果肉中压出水分，最后将其干燥。

木薯是热带地区第三大食物碳水化合物来源，仅次于大米和玉米。木薯是发展中国家的主要主食，为超过 50 亿人提供基本饮食。它是最耐旱的作物之一，能够在贫瘠的土壤上生长。尼日利亚是世界上xxx的木薯生产国，而泰国是xxx的木薯淀粉出口国。

木薯被归类为甜味或苦味。与其他块根和块茎一样，苦味和甜味木薯都含有抗营养因子和毒素，而苦味木薯的含量要高得多。食用前必须适当调制，因为木薯调制不当会留下足够的残余氰化物，引起急性氰化物中毒、甲状腺肿大，甚至共济失调、局部麻痹甚至死亡。在粮食不安全时期，一些地方将毒性更强的木薯品种用作饥荒食品。农民通常更喜欢苦味品种，因为它们可以阻止害虫、动物和小偷。

描述

木薯根长而锥形，坚硬、均匀的果肉包裹在可分离的外皮中，外皮厚约 1 毫米（1⁄16 英寸），粗糙且呈棕色。商业品种的顶部直径可达 5 至 10 厘米（2 至 4 英寸），长约 15 至 30 厘米（6 至 12 英寸）。木质维管束沿着根轴延伸。肉可以是粉笔白色或淡黄色。木薯根富含淀粉，并含有少量钙（每 100 克含 16 毫克）、磷（27 毫克/100 克）和维生素C（20.6 毫克/100 克）。然而，它们缺乏蛋白质和其他营养素。相比之下，木薯叶是动物和人类营养的良好蛋白质来源，但缺乏氨基酸甲硫氨酸。

基因组

使用 Hi-C技术重建并提供了完整且单倍型解析的非洲木薯 (TME204) 基因组。基因组显示出丰富的新基因位点，具有与染色质组织、分生组织发育和细胞反应相关的丰富功能。不同单倍型起源的差异表达转录物在组织发育过程中因不同的功能而得到丰富。在每个组织中，20-30% 的转录物显示出等位基因特异性表达差异，方向偏移小于 2%。尽管基因同线性高，但 HiFi 基因组组装揭示了广泛的染色体重排和丰富的基因组内和基因组间发散序列，显着的结构变异主要与长末端重复逆转录转座子有关。

贮藏块茎

MeFT1 (FT) 是一种产生 FT 蛋白的基因，它影响许多植物贮藏根的形成，包括这种植物。木薯中的等位基因包括 MeFT1 和 MeFT2。叶子中的 MeFT1 表达似乎不是光周期性的，而 MeFT2 显然是。MeFT1 的表达促进了蔗糖向生殖器官的转移，如实验性过度表达减少贮藏根积累所示。

分类学

历史

M. esculenta亚种flabellifolia 的野生种群，被证明是驯化木薯的祖先，集中在巴西中西部，它可能在距今 10,000 年前首次被驯化。现代驯化物种的形式也可以在巴西南部的野外生长。到公元前 4,600 年，木薯花粉出现在墨西哥湾低地的圣安德烈斯考古遗址。木薯种植最古老的直接证据来自萨尔瓦多一个拥有 1400 年历史的玛雅遗址。凭借其巨大的食用潜力，它已成为南美洲北部、中美洲南部和加勒比群岛的泰诺人的主食，他们使用一种高产的轮作农业种植它。