黃瓜變異組研究奠定全基因組設計育種基礎

　　中國農業科學院蔬菜花卉研究所領導的國際黃瓜變異組研究團隊，對115個黃瓜品系進行深度重測序，構建了包含360多萬個位點的全基因組遺傳變異圖譜，為全面了解黃瓜進化及多樣性提供了新思路，并為全基因組設計育種打下了基礎。相關成果10月20日在線發表于《自然·遺傳學》雜志。

　　據國際黃瓜基因組計劃首席科學家、中國農科院蔬菜花卉所研究員黃三文介紹，本項研究對115個黃瓜品系進行了重測序，并對一個野生黃瓜進行了從頭測序。共發現330多萬個單核苷酸多態性位點，33萬多個小插入和刪除，以及594個獲得/缺失變異。基于這些數據，構建起一個單核苷酸分辨率的黃瓜遺傳變異圖譜。

　　這115個黃瓜品系可分為4大類，即印度類群、歐亞類群、東亞類群和西雙版納類群，其中印度類群主要來自于野生變種，而其余3個品種均來自栽培變種。比較分析發現，印度類群遺傳多樣性遠遠超過其他3個類群，這一結果證實了印度是黃瓜的發源地。

　　野生黃瓜果實極苦，原本在印度被當作草藥，經過馴化，變成了可口的蔬菜。本研究發現黃瓜基因組中有100多個區域受到了馴化選擇，包含2000多個基因。其中7個區域包括了控制葉片和果實大小的基因，果實失去苦味的關鍵基因已明確定位在染色體5上一個包含67個基因的區域內。

　　大部分黃瓜的果肉顏色是白色或淺綠色的，橙色果肉這一性狀為西雙版納黃瓜所特有。本研究創造性地運用群體分化這一新分析算法，發現了一個西雙版納黃瓜特有的突變。該突變導致了編碼β-胡蘿卜素羥化酶的基因失效，從而使得西雙版納黃瓜在果實成熟期因不能降解β-胡蘿卜素而呈橙色。這一發現不僅為培育營養價值更高的黃瓜品種提供了分子育種工具，也為通過變異組快速挖掘重要性狀基因提供了新思路。