近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹(shù)研究所西瓜遺傳育種與栽培創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國(guó)內(nèi)高校，研究公布了首個(gè)完整的西瓜果實(shí)代謝組數(shù)據(jù)庫(kù)，解析了西瓜演變史中口感風(fēng)味馴化順序和調(diào)控機(jī)制。相關(guān)研究成果發(fā)表在《中國(guó)科學(xué)-生命科學(xué)（Science China-Life Sciences）》。
據(jù)介紹，由于含有大量葫蘆素，苦味是葫蘆科植物的普遍特征，但在馴化過(guò)程中，多種葫蘆科植物的果實(shí)逐漸失去苦味，變得越來(lái)越甜，其中最具代表性的是西瓜。
果實(shí)品質(zhì)和遺傳馴化一直是園藝作物研究的熱點(diǎn)。在遠(yuǎn)古時(shí)代，當(dāng)野生的西瓜還沒(méi)有被人類馴化時(shí)，絕大多數(shù)的西瓜不甜，而是當(dāng)那些口感更好的被不斷挑選出來(lái)后，才逐漸演化成了今天的甜味。但這一過(guò)程究竟是如何演變的，目前科研領(lǐng)域?qū)ξ鞴现写蠖鄶?shù)品質(zhì)性狀的馴化順序和調(diào)控機(jī)制知之甚少。
據(jù)了解，該研究通過(guò)西瓜代謝組的全基因組關(guān)聯(lián)分析，揭示了西瓜進(jìn)化過(guò)程中主要口感風(fēng)味品質(zhì)性狀的逐步選擇和調(diào)控機(jī)制。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在西瓜分化階段，葫蘆素（苦味）和類黃酮物質(zhì)（澀味）是負(fù)向選擇，馴化過(guò)程中單、雙糖（甜味）和類胡蘿卜素（色澤）被正向選擇。在改良過(guò)程中，蘋果酸和檸檬酸等和風(fēng)味相關(guān)的有機(jī)酸也被選擇出來(lái)，成為西瓜風(fēng)味的重要來(lái)源。
研究進(jìn)一步挖掘到控制這些受選擇物質(zhì)積累的主效位點(diǎn)，克隆及鑒定了部分關(guān)鍵控制基因，并對(duì)西瓜中葫蘆素合成通路涉及的基因簇進(jìn)行了深度解析。
研究還首次通過(guò)代謝組和主要代謝物的馴化位點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)了籽瓜可能是從野生類型向甜食西瓜馴化過(guò)程中的中間過(guò)渡類型。
該研究得到中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。
