我國科學家首次揭示西瓜與甜瓜“甜蜜基因”

作為甜蜜美味的世界性水果，西瓜與甜瓜同屬于葫蘆科植物。在沒有被人類馴化以前，絕大多數甜瓜與西瓜并不甜，西甜瓜的味道、外觀和果肉顏色與現在西甜瓜相差甚遠。最近，我國科學家揭示了西瓜與甜瓜的“甜蜜基因”。

北京時間11 月2 日零點，《自然-遺傳學》以兩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。兩項研究分別構建了甜瓜和西瓜的全基因組變異圖譜，揭示了兩種水果的馴化歷史及果實品質的遺傳分子機制。據介紹，上述兩項研究是中國農業科學院鄭州果樹研究所、北京市農林科學院及中國農業科學院（深圳）農業基因組研究所協同創新的成果。

中國農業科學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、青島農業大學、中國農科院蔬菜花卉研究所、中國農業大學、美國康奈爾大學、法國農業科學院等19 個國內外科研機構，歷時5 年，共同構建了世界第一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。

甜瓜研究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。群體結構分析發現，甜瓜至少經歷過3 次獨立的馴化事件（兩次發生在印度，一次發生在非洲）。厚皮甜瓜和薄皮甜瓜亞種分別是從印度不同的野生群體馴化而來的。3 次獨立馴化有著“ 異曲同工”之處，都導致野生甜瓜苦味和酸味的喪失、甜味的出現。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、中國農業科學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業科學院深圳農業基因組研究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。

西瓜攻關團隊繼而對400 多份種質資源開展了基因組變異分析，共鑒定2 000 萬個SNP。在此基礎上，首次明確了西瓜7 個種之間的進化關系，發現野生黏籽西瓜是與現代栽培西瓜親緣關系最近的種群，也發現了利用野生西瓜進行抗性改良的基因組痕跡。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。

我國是西瓜與甜瓜的生產大國，同時也是消費大國。國家西甜瓜產業技術體系首席科學家、北京市農林科學院許勇研究員表示，技術革新必將催生農產品新品種的誕生并推動西瓜與甜瓜產業高質量發展。