我國科學家首次揭示西瓜、甜瓜“甜蜜基因”

2019年11月2日，《自然-遺傳學》以2篇長文形式在線發表了2項由我國科學家主導的瓜類作物基因組研究成果，并同時刊發了相應的專評和社評。2項研究分別構建了甜瓜和西瓜的全基因組變異圖譜，揭示其馴化歷史及果實品質的遺傳分子機制。

中國農科院鄭州果樹研究所徐永陽研究員介紹，其所在團隊聯合中國農科院深圳農業基因組研究所、西班牙巴塞羅那基因組中心及中國農科院蔬菜花卉研究所、青島農業大學、中國農業大學、美國康奈爾大學等19個國內外科研機構，歷時5年，共同構建了世界第1個甜瓜全基因組變異圖譜，首次系統闡釋了甜瓜的復雜馴化歷史及重要農藝性狀形成的遺傳基礎。團隊分析了千余份甜瓜種質資源的基因組變異，共鑒定了560萬個SNP。在此基礎上，發現甜瓜可能發生過3次獨立的馴化事件，其中1次發生在非洲地區，另外2次發生在亞洲地區并分別產生了厚皮甜瓜和薄皮甜瓜2個栽培亞種。3次獨立馴化“異曲同工”，都導致野生甜瓜失去了苦味和酸味并獲得了甜味；此外，通過全基因組關聯分析等手段，定位了200余個與甜瓜苦味、酸味、果實大小、果肉顏色等性狀相關的候選基因和位點。

北京市農林科學院許勇團隊、中國農科院鄭州果樹所劉文革團隊、美國康奈爾大學Boyce Thompson研究所費章君團隊和中國農科院深圳基因組所黃三文團隊等組成聯合攻關團隊，采用單分子測序、光學圖譜與Hi-C三維基因組聯合分析，完成了全新一代西瓜基因組高質量精細圖譜繪制。這是迄今為止最高質量的西瓜基因組序列圖譜。團隊對400多份種質資源開展了基因組變異分析，共鑒定近2 000萬個SNP。首次明確了西瓜7個種之間的進化關系；此外，鑒定獲得了與果實含糖量、瓤色、形狀等性狀關聯的43個信號位點，提供了關鍵候選基因。