西瓜“甜蜜基因”驯化秘密揭开

科技日报讯 (记者蒋秀娟 通讯员黄正)近日，国家西甜瓜产业技术体系首席科学家、北京市农林科学院蔬菜中心主任许勇带领团队，牵头组织国内外多家科研机构，完成了新一代西瓜基因组精细图谱绘制和驯化历史解析，首次系统揭示了西瓜果实品质性状进化的分子机制。研究成果发表于《自然·遗传学》上。

据了解，该研究采用单分子测序、光学图谱与Hi-C三维基因组联合分析策略，完成了迄今为止最高质量的西瓜基因组序列图谱。在此基础上，科研团队通过GWAS分析鉴定，获得了与果实含糖量、瓤色、果实形状和种子颜色等多个重要农艺性状关联的43个信号位点，系统解析了野生西瓜到栽培西瓜的驯化历史，鉴定获得了果实大小、果肉含糖量、苦味等重要品质性状的候选基因，并利用CRISPR基因编辑技术证实了α-半乳糖苷酶基因ClAGA2参与西瓜光合产物卸载与果实糖分积累的生物学功能，首次揭示了西瓜“甜蜜基因”驯化的秘密。此外，研究还发现了人类利用野生西瓜种质进行抗性改良的基因组渗入痕迹，揭示了人类及动物活动在西瓜品质形成进化中的重要作用，为西瓜功能基因深入研究及优异基因资源的利用提供了重要数据支撑和理论基础。

据悉，北京市农林科学院郭绍贵和孙宏贺、中国农科院赵胜杰和林涛、美国康奈尔大学王昕和吴珊为研究论文的共同第一作者，许勇、刘文革、费章君和黄三文为共同通讯作者。此前，许勇团队还主导完成了世界首张西瓜基因组序列图谱，2019年主导完成了新一代西瓜基因组精细图谱绘制和驯化历史解析，《自然·遗传学》为此专门配发了社论与德国莱布尼茨植物遗传与作物栽培研究所Martin Mascher教授等人的专业评论，对研究成果的科学价值给予了高度评价。