冬瓜主要类群和演化历史 图片来源：《自然—通讯》
几千年前，我们的祖先吃的蔬菜水果可没有现在这么丰富多样 。
葫芦科作物的千变万化更是印证了这一点 。很难想象，冬瓜、黄瓜、甜瓜、西瓜、葫芦、南瓜、丝瓜等葫芦科作物有着一个共同的祖先，是什么导致他们在历史长河里发展成不同形态大小和风味的？科学家们对此产生了浓厚的兴趣 。
探究葫芦科作物“变异”的脉络，有着非比寻常的意义 ， 不仅可以揭示作物的起源 ， 还能挖掘出决定这些作物“个性”发展的关键基因，有助于分子育种工作的开展 。
历时6年，广东省农业科学院蔬菜所、中国农业科学院蔬菜花卉研究所、青岛农业大学、中国农业科学院深圳农业基因组研究所等多家单位协作开展研究，在冬瓜基因组和变异组方面取得了重要进展 ， 并阐明瓜类作物基因组演变历史 。
近日，相关研究成果发表于《自然—通讯》上，葫芦科作物基因组进化的神秘面纱终被揭开 。
“保守”的冬瓜
葫芦科包含多种具有全球或地方经济重要性的蔬菜水果作物，比如黄瓜、甜瓜、西瓜、葫芦、冬瓜、南瓜、丝瓜等，它们的基因组如何进化以及多样性的遗传基础在很大程度上仍是未解之谜 。
作为蔬菜领域的模式作物，黄瓜的研究是开启葫芦科作物探秘的重要钥匙 。青岛农业大学园艺学院教授、中国农业科学院蔬菜花卉研究所研究员张忠华在作为主要人员参与国际黄瓜基因组计划研究中发现，黄瓜基因组特别?。?而且生命周期短，适合做生物学的模拟系统 。
2009年黄瓜基因组被破译 ， 是第一个解码基因组的瓜类作物 。在基因组基础上，科学家又解析了黄瓜的驯化历史和多样性遗传机制，阐明了黄瓜全部开雌花的遗传机理，并为黄瓜苦味物质合成和调控机理解析提供了关键基因 。2019年，甜瓜的驯化历史和果实品质的分子机制也被揭示，为人们进一步了解葫芦科作物添砖加瓦 。
而这些工作为推动瓜类作物研究进入组学时代和全基因组分子设计育种奠定了重要基础 。
“在目前已知的瓜类作物里 ， 冬瓜的基因组最大 。冬瓜含有27000多个基因 ， 重复序列的大量扩增导致基因组比其它瓜类作物大2至3倍 ， 相对比较复杂 。并且，冬瓜属于葫芦科冬瓜族冬瓜属冬瓜种，是一种进化地位特殊的作物，是探索瓜类基因组进化的绝佳系统，有着重要价值 。”广东省农业科学院蔬菜所副所长江彪在接受《中国科学报》采访时表示 。
此前 ， 科学家通过比较基因组学的分析，称甜瓜可能是相对比较原始的作物，因为其染色体接近于原始的基因组 。“但是 ， 我们用冬瓜和甜瓜做比较的时候 ， 发现冬瓜其实比甜瓜还要‘保守’ 。”中国农业科学院博士研究生许愿超告诉《中国科学报》 。
怎么理解“保守”？许愿超举例说明，黄瓜基因组有7对染色体，是由原来祖先基因组经过各种断裂和融合而形成的，但是冬瓜的断裂和融合次数相对较少，12条染色体中有7对还保留祖先最原始的状态，这种情况在黄瓜、西瓜等其他瓜类作物里并不存在 。
这是一个全新的发现 。通过比较研究 ， 科研人员发现冬瓜是所有已知瓜类作物保留最多祖先基因状态的最“保守”作物，并以此推断出所有瓜类作物起源于一个拥有15条染色体的祖先基因组，经过染色体多次断裂和融合等事件形成了目前丰富多彩的瓜类家族 。
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