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(méi)有被人類馴化以前，絕大多數(shù)甜瓜與西瓜并不甜，西甜瓜的味道、外觀和果肉顏色與現(xiàn)在西甜瓜相差甚遠(yuǎn)。最近，我國(guó)科學(xué)家揭示了西瓜與甜瓜的“甜蜜基因”。

北京時(shí)間11 月2 日零點(diǎn)，《自然-遺傳學(xué)》以兩篇長(zhǎng)文形式在線發(fā)表了2 項(xiàng)由我國(guó)科學(xué)家主導(dǎo)的瓜類作物基因組研究成果，并同時(shí)刊發(fā)了相應(yīng)的專評(píng)和社評(píng)。兩項(xiàng)研究分別構(gòu)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(shí)品質(zhì)的遺傳分子機(jī)制。據(jù)介紹，上述兩項(xiàng)研究是中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹研究所、北京市農(nóng)林科學(xué)院及中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院（深圳）農(nóng)業(yè)基因組研究所協(xié)同創(chuàng)新的成果。

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹研究所徐永陽(yáng)研究員介紹，其所在團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國(guó)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、青島農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國(guó)農(nóng)科院蔬菜花卉研究所、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)、美國(guó)康奈爾大學(xué)、法國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院等19 個(gè)國(guó)內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)，歷時(shí)5 年，共同構(gòu)建了世界第一個(gè)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)。

甜瓜研究團(tuán)隊(duì)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(wàn)個(gè)SNP。群體結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)，甜瓜至少經(jīng)歷過(guò)3 次獨(dú)立的馴化事件（兩次發(fā)生在印度，一次發(fā)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(lái)的。3 次獨(dú)立馴化有著“ 異曲同工”之處，都導(dǎo)致野生甜瓜苦味和酸味的喪失、甜味的出現(xiàn)。此外，通過(guò)全基因組關(guān)聯(lián)分析等手段，定位了200 余個(gè)與甜瓜苦味、酸味、果實(shí)大小、果肉顏色等性狀相關(guān)的候選基因和位點(diǎn)。

北京市農(nóng)林科學(xué)院許勇團(tuán)隊(duì)、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹所劉文革團(tuán)隊(duì)、美國(guó)康奈爾大學(xué)Boyce Thompson 研究所費(fèi)章君團(tuán)隊(duì)和中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所黃三文團(tuán)隊(duì)等組成聯(lián)合攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，采用單分子測(cè)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(xì)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。

西瓜攻關(guān)團(tuán)隊(duì)繼而對(duì)400 多份種質(zhì)資源開展了基因組變異分析，共鑒定2 000 萬(wàn)個(gè)SNP。在此基礎(chǔ)上，首次明確了西瓜7 個(gè)種之間的進(jìn)化關(guān)系，發(fā)現(xiàn)野生黏籽西瓜是與現(xiàn)代栽培西瓜親緣關(guān)系最近的種群，也發(fā)現(xiàn)了利用野生西瓜進(jìn)行抗性改良的基因組痕跡。此外，鑒定獲得了與果實(shí)含糖量、瓤色、形狀等性狀關(guān)聯(lián)的43個(gè)信號(hào)位點(diǎn)，提供了關(guān)鍵候選基因。

我國(guó)是西瓜與甜瓜的生產(chǎn)大國(guó)，同時(shí)也是消費(fèi)大國(guó)。國(guó)家西甜瓜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系首席科學(xué)家、北京市農(nóng)林科學(xué)院許勇研究員表示，技術(shù)革新必將催生農(nóng)產(chǎn)品新品種的誕生并推動(dòng)西瓜與甜瓜產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。