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基因组学时代的精准设计育种

时间：2024-07-23

近日，北京大学现代农业研究院的张兴平和何航团队合作在《Nature Genetics》期刊上发表了一篇题为《Telomere-to-telomere Citrullus Super-pangenome Provides Direction for Watermelon Breeding》的文章，引起了业内的高度关注。

该研究日前被《Nature》杂志遴选为“研究亮点”（Research Highlights），并以“How the watermelon got its sweet taste and rosy hue”为题进行了报道。报道指出，该研究以前所未有的细节绘制了西瓜及其野生（通常是苦味）近缘种的基因组，充分肯定了这项研究在西瓜驯化和基因组分析方面的重要性和意义。

图1：栽培西瓜、野生近缘种及其杂交种果实表型

《Nature》每年从所有科学和技术研究中遴选约300项卓越研究成果作为研究亮点。这些亮点不仅涵盖《Nature》自身发表的研究成果，还包括其他顶尖期刊上的重大突破。每篇亮点文章都深入浅出地呈现核心发现，突出其在学术界的重要性，并就相关研究主题展开深度探讨。

这项研究不仅为西瓜的育种提供了重要的基因组学基础，也将为世界西瓜精准设计育种和种质创新带来深远的影响，将会极大的提升我国西瓜育种和西瓜产业的竞争力。

Nature highlights原文：

西瓜如何获得其甜美的味道和玫瑰色色调的？

该研究基因组分析揭示了现代西瓜的复杂起源。科学家们以前所未有的细节绘制了西瓜及其野生（通常是苦味）近缘种的基因组，旨在培育出更优质的西瓜¹。西瓜（Citrullus lanatus）最初在非洲被驯化。为了更好地了解西瓜的驯化历史及其甜味等性状的遗传基础，北京大学现代农业研究院的张宜林及同事在中国潍坊构建了27个西瓜及野生近缘种的无间隙基因组。

先前的研究表明，甜西瓜是从苏丹的一种白肉西瓜——科尔多凡西瓜（C. lanatus subsp. cordophanus）驯化而来的，这种西瓜尝起来像黄瓜。然而，基因组分析揭示了更复杂的驯化历史：西瓜的驯化还涉及西非种植的半野生近缘种黏籽西瓜（Citrullus mucosospermus）。

基因组分析还显示，西瓜在驯化过程中与糖积累和瓜瓤红色生成相关的基因被放大。同时，研究也表明西瓜在驯化过程中丧失了许多抗病基因，而这些抗性基因存在于西瓜的近缘野生种中。

研究人员表示，这些新参考基因组可帮助育种者识别并重新把有用的性状引入栽培西瓜中，从而提升其品质和抗病能力。

论文链接:

https://www.nature.com/articles/s41588-024-01823-6

Nature Highlights链接:

https://doi.org/10.1038/d41586-024-02265-0