中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹(shù)研究所在西瓜甜瓜基礎(chǔ)與應(yīng)用研究領(lǐng)域取得新進(jìn)展

趙勝杰

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹(shù)研究所瓜類(lèi)種質(zhì)改良研究中心長(zhǎng)期從事西瓜甜瓜種質(zhì)資源的收集保存、鑒定評(píng)價(jià)、創(chuàng)新利用等基礎(chǔ)性工作。本中心現(xiàn)收集保存西瓜甜瓜種質(zhì)資源4 000余份，重點(diǎn)對(duì)生產(chǎn)中具有重要影響的抗生物與非生物脅迫及優(yōu)良果實(shí)品質(zhì)性狀進(jìn)行了系統(tǒng)鑒定。在種質(zhì)資源表型精準(zhǔn)鑒定的基礎(chǔ)上，綜合利用基因組、代謝組等組學(xué)技術(shù)及生物信息學(xué)分析手段深入剖析了西瓜甜瓜進(jìn)化歷史和重要果實(shí)品質(zhì)性狀形成的分子遺傳機(jī)制。2019年11月2日，國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然-遺傳學(xué)》（Nature Genetics）以2篇長(zhǎng)篇幅研究論文（Research Article）在線(xiàn)發(fā)表了相關(guān)科研成果，并同期配發(fā)了德國(guó)萊布尼茲植物遺傳研究所Martin Mascher教授等人撰寫(xiě)的專(zhuān)評(píng)和社論，《Nature Reviews Genetics》主編Linda Koch教授也對(duì)該成果進(jìn)行了強(qiáng)調(diào)（highlight），并對(duì)研究成果給予了高度評(píng)價(jià)，彰顯了我國(guó)在瓜類(lèi)作物基因組學(xué)與分子育種領(lǐng)域的國(guó)際領(lǐng)先地位。全基因組變異圖譜構(gòu)建為西瓜甜瓜種質(zhì)資源研究提供了新的理論框架和組學(xué)數(shù)據(jù)，也為西瓜甜瓜分子育種提供了大量的基因資源和選擇工具。基于基因組學(xué)的研究基礎(chǔ)，本中心系統(tǒng)開(kāi)展了重要農(nóng)藝性狀基因挖掘、功能分析和分子標(biāo)記開(kāi)發(fā)應(yīng)用等研究。先后發(fā)掘出西瓜抗枯萎病、病毒病及甜瓜抗霜霉病、白粉病等優(yōu)異等位基因，克隆獲得控制西瓜黏籽性狀、果實(shí)形狀、果皮及種皮色澤、短蔓、無(wú)杈和后綠等與果實(shí)品質(zhì)和株型相關(guān)的重要功能基因，首次從野生西瓜分離和定位了影響酸味和果肉硬度的基因，開(kāi)發(fā)高通量KASP和InDel、CAPS標(biāo)記20余個(gè)。同時(shí)，鑒定到200余個(gè)與甜瓜產(chǎn)量、品質(zhì)及形態(tài)相關(guān)的200余個(gè)基因位點(diǎn)，并發(fā)掘了與甜瓜皮色、肉色、苦味、酸味、果面溝等性狀相關(guān)的基因，首次發(fā)現(xiàn)厚皮和薄皮甜瓜亞種在苦味、酸味及果實(shí)大小馴化過(guò)程中分別馴化了不同的基因，存在著不同的馴化機(jī)制。建立了西瓜抗枯萎病、病毒病、白粉病及果肉顏色性狀的分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)體系，創(chuàng)制優(yōu)質(zhì)抗病廣適西瓜甜瓜育種材料100余份。選育“鄭抗”系列、“中農(nóng)”系列、“眾天”系列、“中甜”系列優(yōu)良西瓜甜瓜新品種30余個(gè)，年均推廣面積超過(guò)6.67萬(wàn)hm2（100萬(wàn)畝）。近5年，本中心發(fā)表高水平研究論文20余篇，先后獲省部級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)3項(xiàng)。

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹(shù)研究所瓜類(lèi)種質(zhì)改良研究中心為全國(guó)西瓜甜瓜科研與生產(chǎn)協(xié)作組組長(zhǎng)單位，全國(guó)西瓜甜瓜區(qū)域試驗(yàn)的牽頭單位，中國(guó)園藝學(xué)會(huì)西甜瓜專(zhuān)業(yè)委員會(huì)、中國(guó)西瓜甜瓜協(xié)會(huì)掛靠單位，承建有國(guó)家瓜果改良中心、國(guó)家西甜瓜中期庫(kù)等科研平臺(tái)。先后多次承擔(dān)國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家西甜瓜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系、國(guó)家863、國(guó)家科技支撐等項(xiàng)目。在西瓜甜瓜砧木品種選育與嫁接栽培技術(shù)研究、西瓜甜瓜功能性成分積累及調(diào)控機(jī)制研究、多倍體西瓜抗逆機(jī)制研究等方面居國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位。西瓜甜瓜病毒病害研究、轉(zhuǎn)基因抗病毒、基因工程疫苗創(chuàng)制和健康種子檢測(cè)等方面也處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。