瓜兒為什么這樣甜

西瓜、甜瓜，為什么是甜的？科學家找到了最新的解釋。

前不久，國際學術期刊《自然-遺傳學》(Nature Genetics)以兩篇長文形式在線發(fā)表了兩項由中國農(nóng)業(yè)科學院聯(lián)合國內外單位開展的瓜類作物基因組研究成果。這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。

中國農(nóng)科院鄭州果樹研究所研究員徐永陽說，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、中國農(nóng)業(yè)大學、美國康奈爾大學、法國農(nóng)業(yè)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(tǒng)闡釋了甜瓜的復雜馴化歷史及重要農(nóng)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。

在此基礎上，科研團隊發(fā)現(xiàn)甜瓜可能發(fā)生過3次獨立的馴化事件，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栽培亞種。3次獨立馴化“異曲同工”，都導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的候選基因和位點。

中國農(nóng)科院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所研究員黃三文所在的團隊，則協(xié)同鄭州果樹研究所、北京市農(nóng)林科學院、美國康奈爾大學組成聯(lián)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(lián)合分析，完成了高質量的西瓜基因組序列圖譜。繼而對400多份種質資源開展了基因組變異分析，共鑒定近2000萬個SNP。

在此基礎上，科研團隊首次明確了西瓜7個種之間的進化關系，發(fā)現(xiàn)野生黏籽西瓜是距現(xiàn)代栽培西瓜親緣關系最近的種群，也發(fā)現(xiàn)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(lián)的43個信號位點，提供了關鍵候選基因。

來自中國農(nóng)科院的消息稱，這兩項成果為西甜瓜種質資源研究提供新的理論框架和組學數(shù)據(jù)，也為西甜瓜分子育種提供了大量的基因資源和選擇工具，具有重要科學價值和實踐意義。相關成果的發(fā)表將進一步強化我國在瓜類作物基因組學與分子育種領域的國際領先地位。

·中國青年網(wǎng)記者 邱晨輝