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【南方+】廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院專家首次揭示瓜類作物演化歷史和果實大小新機制
??? 本研究歷時6年，廣東省農(nóng)科院蔬菜所為第一完成單位，協(xié)同中國農(nóng)科院蔬菜花卉所等5個單位的共同完成的。廣東省農(nóng)科院蔬菜所謝大森研究員和中國農(nóng)科院蔬菜花卉所許愿超博士為第一作者，廣東省農(nóng)科院蔬菜所江彪研究員和青島農(nóng)業(yè)大學(xué)張忠華教授為通訊作者。
???? 冬瓜、黃瓜、甜瓜、西瓜、葫蘆、南瓜、絲瓜等瓜類作物都屬于葫蘆科，起源于共同的祖先，作為產(chǎn)品器官的果實在形態(tài)和風(fēng)味上表現(xiàn)出豐富的多樣性。該研究首次繪制了冬瓜的基因組精細圖譜，含有2萬7千多個基因，重復(fù)序列的大量擴增導(dǎo)致其基因組比其它瓜類作物大2-3倍。通過比較基因組學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)冬瓜是所有已知瓜類作物中保留最多祖先基因狀態(tài)的最保守作物，以此推斷出所有瓜類作物起源于一個擁有15條染色體的祖先基因組，經(jīng)過多次斷裂和融合等事件形成了目前豐富多彩的瓜類作物。
???? 瓜類作物的果實都經(jīng)歷了由小變大的過程，但冬瓜的馴化歷史尚不清楚，其果實長度可達1米，單果重達60公斤，巨型果實的分子機制也有待解析。在冬瓜基因組精細圖譜的基礎(chǔ)上，本研究分析了146份冬瓜資源，構(gòu)建了一張包括1600萬個單核苷酸多態(tài)性位點（SNPs）的全基因組遺傳變異圖譜，發(fā)現(xiàn)冬瓜也起源于印度，果實變大經(jīng)歷了野生種－地方種－栽培種的兩步進化過程，有上千個基因發(fā)現(xiàn)了變化，其中兩個控制冬瓜果實大小的候選基因還在黃瓜、西紅柿等果實發(fā)育過程中起重要作用。
?????? 該研究不僅為葫蘆科進化和物種形成提供新見解，而且為冬瓜等瓜類作物分子生物學(xué)研究和全基因組設(shè)計育種奠定基礎(chǔ)，具有重要的科學(xué)和應(yīng)用價值。
?????? 該研究得到了國家自然科學(xué)基金、廣東省科技計劃等資助。
鏈接：
The wax gourd genomes offer insights into the genetic diversity and ancestral cucurbit karyotype （DOI:10.1038/s41467-019-13185-3)
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