北京市農林科學院研究員揭示西瓜進化、馴化機制

2019年11月1日，北京市農林科學院蔬菜中心許勇團隊聯合國內外多家科研機構在《Nature Genetics》在線發表了題為“Resequencing of 414 cultivated and wild watermelon accessions identifies selection for fruit quality traits”的文章，完成了新一代西瓜基因組精細圖譜繪制和馴化歷史解析，首次系統揭示了西瓜果實品質性狀進化的分子機制，奠定了我國在西瓜基因組學與分子育種技術研究領域的國際領先地位。

文章對覆蓋世界上現存的西瓜屬全部7個種的414份代表性西瓜種質資源開展了基因組變異分析，共鑒定獲得約1 973萬個SNP位點。通過群體結構分析，在基因組水平上證實了非洲蘇丹地區西瓜資源與高糖栽培西瓜的祖先遺傳關系最近，并發現黏籽西瓜（C.mucosospermus）是距現代栽培西瓜（C.lanatus）親緣關系最近的種群且具有共同的祖先。基因漂移等證據表明飼用西瓜（C.amarus）與這2個種群之間可能存在獨立進化，首次從全基因組層面明確了西瓜7個種之間的進化關系。

通過GWAS分析鑒定獲得了與果實含糖量、瓤色、果實形狀和種子顏色等多個重要農藝性狀關聯的43個信號位點，系統解析了野生西瓜到栽培西瓜的馴化歷史，鑒定獲得了果實大小、果肉含糖量、苦味等重要品質性狀的候選基因，并對α-半乳糖苷酶基因ClAGA2等重要基因進行了功能驗證。研究還發現了人類利用野生西瓜種質進行抗性改良的基因組滲入痕跡，揭示了人類及動物活動在西瓜品質形成進化中的重要作用，為西瓜功能基因深入研究及優異基因資源的利用提供了重要數據支撐和理論基礎，具有重要實踐意義和科學價值。