2019年11月2日，國際權(quán)威期刊《自然-遺傳學(xué)》（Nature Genetics）以2篇長篇幅研究論文（Research Article）在線發(fā)表了瓜類作物基因組研究的最新科研成果。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。

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560萬個(gè)SNP。在此基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)甜瓜可能發(fā)生過三次獨(dú)立的馴化事件，其中一次發(fā)生在非洲地區(qū)，另外兩次發(fā)生在亞洲地區(qū)并分別產(chǎn)生了厚皮甜瓜和薄皮甜瓜兩個(gè)栽培亞種。三次獨(dú)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(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)。

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所協(xié)同北京市農(nóng)林科學(xué)院等國內(nèi)外西瓜研究團(tuán)隊(duì)首先采用單分子測(cè)序、光學(xué)圖譜與Hi-C 三維基因組聯(lián)合分析，完成了高質(zhì)量的西瓜基因組序列圖譜。繼而，對(duì)400多份種質(zhì)資源開展了基因組變異分析，共鑒定近2 000萬個(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)野生黏籽西瓜是距現(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。

《Nature Genetics》高度重視這兩項(xiàng)研究，同期配發(fā)了德國萊布尼茲植物遺傳研究所的Martin Mascher 教授等人撰寫的以“甜瓜和西瓜的甜蜜基因”為題的專評(píng)和以“甜蜜測(cè)序”為題的社論。專評(píng)指出兩項(xiàng)研究利用群體基因組和數(shù)量遺傳工具，揭示了馴化如何改變西甜瓜的果實(shí)品質(zhì)。社論認(rèn)為基因組學(xué)正在加速我們對(duì)自己喜愛食物（包括西甜瓜）的起源、進(jìn)化和生物學(xué)的理解，指出農(nóng)業(yè)基因組學(xué)旨在提高人類賴以生存的農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，將會(huì)帶來“甜蜜”的回報(bào)。

這兩篇力作的發(fā)表將進(jìn)一步強(qiáng)化我國在瓜類作物基因組學(xué)與分子育種領(lǐng)域的國際領(lǐng)先地位。

文章鏈接：

甜 瓜 文 章：A comprehensive genome variation map of melon identifies multipledomestication events and loci influencing agronomic traits.（https://www.nature.com/articles/s41588-019-0522-8）

西瓜文章：Resequencing of 414 cultivated and wild watermelon accessionsidentifies selection for fruit quality traits.（https://www.nature.com/articles/s41588-019-0518-4）

同期專評(píng)：Sweet genes in melon and watermelon（https://www.nature.com/articles/s41588-019-0529-1）

社論：Sweet sequencing（https://www.nature.com/articles/s41588-019-0533-5）