我國科學(xué)家首次揭示西瓜、甜瓜“甜蜜基因”

2019年11月2日，《自然-遺傳學(xué)》以2篇長文形式在線發(fā)表了2項由我國科學(xué)家主導(dǎo)的瓜類作物基因組研究成果，并同時刊發(fā)了相應(yīng)的專評和社評。2項研究分別構(gòu)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(zhì)的遺傳分子機制。

中國農(nóng)科院鄭州果樹研究所徐永陽研究員介紹，其所在團隊聯(lián)合中國農(nóng)科院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所、西班牙巴塞羅那基因組中心及中國農(nóng)科院蔬菜花卉研究所、青島農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、美國康奈爾大學(xué)等19個國內(nèi)外科研機構(gòu)，歷時5年，共同構(gòu)建了世界第1個甜瓜全基因組變異圖譜，首次系統(tǒng)闡釋了甜瓜的復(fù)雜馴化歷史及重要農(nóng)藝性狀形成的遺傳基礎(chǔ)。團隊分析了千余份甜瓜種質(zhì)資源的基因組變異，共鑒定了560萬個SNP。在此基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)甜瓜可能發(fā)生過3次獨立的馴化事件，其中1次發(fā)生在非洲地區(qū)，另外2次發(fā)生在亞洲地區(qū)并分別產(chǎn)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(dǎo)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(guān)聯(lián)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(guān)的候選基因和位點。

北京市農(nóng)林科學(xué)院許勇團隊、中國農(nóng)科院鄭州果樹所劉文革團隊、美國康奈爾大學(xué)Boyce Thompson研究所費章君團隊和中國農(nóng)科院深圳基因組所黃三文團隊等組成聯(lián)合攻關(guān)團隊，采用單分子測序、光學(xué)圖譜與Hi-C三維基因組聯(lián)合分析，完成了全新一代西瓜基因組高質(zhì)量精細圖譜繪制。這是迄今為止最高質(zhì)量的西瓜基因組序列圖譜。團隊對400多份種質(zhì)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(guān)系；此外，鑒定獲得了與果實含糖量、瓤色、形狀等性狀關(guān)聯(lián)的43個信號位點，提供了關(guān)鍵候選基因。