2019年11月2日，國際權(quán)威期刊《自然-遺傳學》（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品質(zhì)的遺傳分子機制。

甜瓜研究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。在此基礎上，發(fā)現(xiàn)甜瓜可能發(fā)生過三次獨立的馴化事件，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。三次獨立馴化“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(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。

中國農(nóng)業(yè)科學院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所協(xié)同北京市農(nóng)林科學院等國內(nèi)外西瓜研究團隊首先采用單分子測序、光學圖譜與Hi-C 三維基因組聯(lián)合分析，完成了高質(zhì)量的西瓜基因組序列圖譜。繼而，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。在此基礎上，首次明確了西瓜7個種之間的進化關(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(guān)聯(lián)的43個信號位點，提供了關(guān)鍵候選基因。

《Nature Genetics》高度重視這兩項研究，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”為題的專評和以“甜蜜測序”為題的社論。專評指出兩項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品質(zhì)。社論認為基因組學正在加速我們對自己喜愛食物（包括西甜瓜）的起源、進化和生物學的理解，指出農(nóng)業(yè)基因組學旨在提高人類賴以生存的農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，將會帶來“甜蜜”的回報。

這兩篇力作的發(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。

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：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）