黄瓜、甜瓜、西瓜、冬瓜、南瓜、葫芦等,都是葫芦科植物。在百万年为单位的演化进程中,逐步分解成了不同的物种,在经过人类的驯化、选育,才成为了今日的容貌。
这些来自同一个先人的植物,终究阅历了什么,才变成了现在形状不同、口味不同,乃至用处也不同的作物呢?近来,世界威望学术期刊《天然通讯》在线宣布了冬瓜基因组和变异组研讨成果,阐明晰黄瓜、甜瓜、西瓜、葫芦、冬瓜和南瓜等瓜类作物的基因组演化前史,提醒了冬瓜等果真实驯化和育种改进进程中由小变大的分子机制。
葫芦科共有的基因组加倍事情。受访者供图
瓜类作物基因组演化史
该研讨初次制作了冬瓜的基因组精密图谱,并据此提醒了瓜类作物的基因演化前史。
研讨发现,冬瓜含有27000多个基因,重复序列的很多扩增导致基因组比其他瓜类作物大2至3倍。一起,经过比较,研讨人员还发现,冬瓜是一切已知瓜类作物中保存先人基因状况最多的作物。许愿超介绍说,“在植物的演化中,会不断呈现染色体开裂、交融的现象,并由此发生各种五光十色的新物种。但是,研讨发现,冬瓜在演化中,染色体开裂、交融的现象最少,所以它保存了最多先人的染色体。”以冬瓜基因组为参阅,经过比较基因组学的办法,推断出一切瓜类作物起源于一个具有15条染色体的先人基因组。
冬瓜果实从小变大的原因
瓜类作物的果实发育都阅历了由小变大的进程,“实际上,野生冬瓜果实十分小,长度小于10厘米,只要鸡蛋巨细。而大多数冬瓜种类果实巨大,长度可以到达1米,分量到达50斤左右。”论文榜首作者,中国农业科学院蔬菜花卉研讨所博士许愿超告知新京报记者。该研讨在冬瓜基因组精密图谱的基础上,又剖析了146份冬瓜资源,构建了全基因组遗传变异图谱,解说了冬瓜由小变大的隐秘。
研讨发现,冬瓜起源于印度,果实变大阅历了两步进化进程,榜首步是从野生种到当地种,当地种主要在云南西双版纳区域;第二步是从当地种到培养种,更大更长,而且人类对冬瓜进行了人为挑选,培养种分为有腊粉和无腊粉的两种,后者便是常说的黑皮冬瓜。在驯化进程中有上千个基因发生了改变,其间两个操控冬瓜果实巨细的候选基因还在黄瓜、西红柿等果实发育进程中起到及其重要的效果。
葫芦科植物中,西瓜、甜瓜等滋味香甜,是鲜食的佳品,但冬瓜、南瓜等,却要加工后才好吃?为何会呈现这样的差异?
许愿超以为,这或许和人类的挑选有关,“野生的葫芦科植物,都是不能吃的,有的还特别苦。在人类驯化和培养的进程中,或许会偶尔发现,某一个变得好吃了,就把它留下来,不断培养,使它越来越好吃。还有一些或许不那么好吃,但加工后也能吃,也留下了下来,加以培养。所以,人类的需求不同、挑选不同,决议了它们的进化方向也不同”。
新京报记者 周怀宗
修改 张树婧 校正 柳宝庆