西瓜「甜蜜基因」馴化秘密揭開

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科技日報訊 (記者蔣秀娟 通訊員黃正)近日，國家西甜瓜產業技術體系首席科學家、北京市農林科學院蔬菜中心主任許勇帶領團隊，牽頭組織國內外多家科研機構，完成了新一代西瓜基因組精細圖譜繪制和馴化歷史解析，首次系統揭示了西瓜果實品質性狀進化的分子機制。研究成果發表於《自然·遺傳學》上。

據了解，該研究採用單分子測序、光學圖譜與Hi-C三維基因組聯合分析策略，完成了迄今為止最高質量的西瓜基因組序列圖譜。在此基礎上，科研團隊通過GWAS分析鑒定，獲得了與果實含糖量、瓤色、果實形狀和種子顏色等多個重要農藝性狀關聯的43個信號位點，系統解析了野生西瓜到栽培西瓜的馴化歷史，鑒定獲得了果實大小、果肉含糖量、苦味等重要品質性狀的候選基因，並利用CRISPR基因編輯技術證實了α-半乳糖苷酶基因ClAGA2參與西瓜光合產物卸載與果實糖分積累的生物學功能，首次揭示了西瓜「甜蜜基因」馴化的秘密。此外，研究還發現了人類利用野生西瓜種質進行抗性改良的基因組滲入痕跡，揭示了人類及動物活動在西瓜品質形成進化中的重要作用，為西瓜功能基因深入研究及優異基因資源的利用提供了重要數據支撐和理論基礎。

據悉，北京市農林科學院郭紹貴和孫宏賀、中國農科院趙勝傑和林濤、美國康奈爾大學王昕和吳珊為研究論文的共同第一作者，許勇、劉文革、費章君和黃三文為共同通訊作者。此前，許勇團隊還主導完成了世界首張西瓜基因組序列圖譜，2019年主導完成了新一代西瓜基因組精細圖譜繪制和馴化歷史解析，《自然·遺傳學》為此專門配發了社論與德國萊布尼茨植物遺傳與作物栽培研究所Martin Mascher教授等人的專業評論，對研究成果的科學價值給予了高度評價。