西瓜怎么由苦变甜科学家初次揭开西瓜甜瓜驯化史

新京报讯（记者 周怀宗）西瓜是夏日生果之王，蜜汁一般的甜瓜相同是生果中最受欢迎的种类。但是，在远古时代，当它们还没有被人类驯化时，绝大多数甜瓜并不甜，西瓜也不是赤色的，相同也不是甜的。

它们是怎样变甜的？又是怎样变成今日的容貌的？一直以来争议颇多，乃至成了前史之谜。

今日，这个谜底被揭开了。

北京时间11月2日零点，《天然-遗传学》以两篇长文方式在线宣布了两项由我国科学家主导的瓜类作物基因组研讨效果，并一起刊发了相应的专评和社评。两项研讨别离构建了甜瓜和西瓜的全基因组变异图谱，在遗传分子机制的层面，提醒了两种生果的驯化前史及果实质量的演化。

据介绍，上述两项研讨是我国农科院郑州果树研讨所、北京农林科学院及深圳农业基因组研讨所协同立异的效果。

甜瓜、西瓜驯化史。据《天然-遗传学》

西瓜的驯化史，它们原本不红也不甜

在植物学里，西瓜归于葫芦科西瓜属，下有7个种。野生的西瓜并不甜，有的仍是苦的，并且，绝大部分的野生西瓜瓤也不是赤色的。

大约4000年前，人类开端榜首次驯化培养西瓜。开始的来历现已不可靠，或许是某一个人类的先人，偶尔发现了一个没有苦味的变异种，觉得能够作为人类的食物，因而决议培养它，然后在别的一次偶尔的变异中，一个香甜多汁的西瓜呈现了，在获取糖分十分困难的原始时代，这个香甜多汁的西瓜，因而被广泛培养，敏捷传达开来，成为人类取得糖分最快捷的途径之一。

国家西甜瓜工业技能系统首席科学家、西瓜论文一起通讯作者、北京市农林科学院研讨员许勇告知新京报记者，“西瓜是葫芦科，含有许多葫芦素，这是它苦味的来历，野生的西瓜大部分是苦的。苦味有必定的防备病虫害的功用，甜味则更简单诱发病虫害，所以从防护的视点看，苦味是有利于野生西瓜生计和繁殖的。”

当西瓜被人类驯化之后，西瓜的果实巨细、果肉含糖量、滋味、瓤色、质地乃至口味都变得越来越合适人类需求。据介绍，此次研讨“选用单分子测序、光学图谱与Hi-C三维基因组联合剖析，完成了高质量的西瓜基因组序列图谱。继而对400多份种质资源展开了基因组变异剖析，共判定近2000万个SNP。在此根底上，初次清晰了西瓜7个种之间的进化联系。一起确认了西瓜驯化的来历和系统进化联系”。

西瓜驯化的隐秘是怎么被解开的？许勇说，“根据全新一代西瓜基因组高质量精密图谱，咱们判定取得了与果实含糖量、瓤色等多个重要农艺性状相关的基因组位点，为候选基因的精密定位和功用验证供给了名贵头绪。经过进一步进化和驯化剖析，系统解析了野生西瓜到培养西瓜的基因组驯化前史，判定取得了西瓜含糖量、瓤色、苦味等重要质量性状的挑选区域及候选基因，并使用CRISPR基因修改技能对参加光合产物卸载的α-半乳糖苷酶基因ClAGA2进行了功用验证，初次提醒了西瓜‘甜美基因’驯化的隐秘。”

甜瓜的驯化史，羽毛决议“身份”

和西瓜比较，甜瓜的驯化史愈加杂乱。

最早的甜瓜驯化事情，相同发生在非洲的苏丹。那里长时间干旱，合适甜瓜和西瓜成长，这或许是它们在那里最早被驯化的原因之一。

但这一来历并非毫无争议，近几年来，科学家们发现，坐落亚洲的印度或许也是甜瓜的来历地之一。

一般来说，甜瓜分为两类，厚皮甜瓜和薄皮甜瓜。厚皮甜瓜如哈密瓜、网纹瓜等，一共有11个变种。薄皮甜瓜一般被称为香瓜，有5个变种。但差异两者的首要标志，却不是皮的厚度，而是幼瓜外表是否有羽毛，薄皮甜瓜有羽毛，厚皮甜瓜没有。

在曾经，人们普遍以为两类甜瓜同源而生，但基因大数据剖析显现，它们来自不同的源头。

研讨团队历时5年，剖析了千余份甜瓜种质资源的基因组变异，共判定了560万个SNP，一起构建了国际榜首个甜瓜全基因组变异图谱，初次系统阐释了甜瓜的杂乱驯化前史及重要农艺性状构成的遗传根底。研讨还遭到我国农科院科技立异工程、现代农业工业技能系统、国家天然科学基金、国家重点研制方案、广东省珠江方案、深圳市孔雀方案和大鹏新区等赞助。

甜瓜论文的榜首作者、我国农业科学院郑州果树研讨所副研讨员赵光伟告知新京报记者，“经过基因剖析，咱们发现，现代甜瓜的先人大都来自印度，但薄皮甜瓜和厚皮甜瓜并非同一个先人，而是来自两个不同的野生集体。这意味着，甜瓜的驯化史中，呈现过3次独立的驯化事情，榜首次是非洲的驯化，仅驯化出了原始的非洲培养甜瓜类型。别的两次都在印度，这两次驯化一起演化成现代甜瓜集体——薄皮甜瓜和厚皮甜瓜”。

薄皮甜瓜和厚皮甜瓜不是同一个先人。研讨发现，至少有两个依据证明这一点。

赵光伟介绍，“榜首是苦味的演化。经过剖析，咱们发现薄皮甜瓜和厚皮甜瓜别离驯化不同的操控苦味构成的基因。厚皮甜瓜的驯化愈加彻底，苦味彻底消失，不论是幼瓜仍是熟瓜，都是不苦的。相对来说，薄皮甜瓜的幼瓜是苦的，老练后瓜蒂部分也还有苦味，此外，某些特定环境下如干旱、低温等，也会导致甜瓜变苦”。

第二个依据是酸味的演化，赵光伟说，“野生的甜瓜，不论哪种，熟了今后都带有很强的酸味，但培养的都不酸。2014年，以色列的一项研讨以为，甜瓜在驯化中经过PH基因的变异导致失去了酸味。但咱们发现，这必定论在厚皮甜瓜中是契合的，但和薄皮甜瓜不符，咱们经过剖析，在薄皮甜瓜中定位到了一种与柠檬酸组成相关的‘柠檬酸组成酶’基因，存在着不同的驯化机制。”

未来咱们会有更好吃的瓜吗

构建甜瓜和西瓜的全基因组变异图谱，终究有何意义？会让未来的驯化和育种变得更简单吗？咱们会有更好吃的瓜吗？

答案是必定的。西瓜论文榜首作者、北京市农林科学院郭绍贵研讨员说，“在西瓜方面，咱们构建了全新一代西瓜基因组高质量精密图谱。有了这个基因组图谱，未来的遗传育种作业会变得更精准。举例来说，曾经咱们想定位一个基因，只能在黑箱子里探索，摸到了就能够做到，摸不到就无法取得咱们想要的成果。现在能够精准定位，直接找到咱们想要的优势基因。此外，咱们构建的西瓜全基因组遗传变异图谱，或许协助咱们在未来的遗传育种中，有意图的聚合特定的基因，让西瓜变得更好。用比较浅显的话来举例，假设咱们发现了一种抗性更好、产值更高的西瓜，但滋味不好，怎样办呢？曾经咱们只能渐渐探索，和甜的西瓜杂交，或许很屡次后，偶尔会得到兼具两者优势的新种类，也或许不会。但在未来，咱们就能够直接定位甜的基因，把它组合进去，能够清晰地知道咱们能够得到兼具两者优势的新种类”。

甜瓜的基因研讨相同为甜瓜遗传育种作业供给了更好的根底，赵光伟说，“假设咱们发现了某个糖度变异的甜瓜，它变得更甜了，咱们就能够找到这个变异的基因，加以符号，经过分子符号的办法，然后在育种中精准挑选，就能得到更好的甜瓜种类”。

为什么我国人更爱吃西瓜

前不久，一篇《我国人吃掉了国际上70%的西瓜》的文章火遍网络，该文章称“2016年，国际西瓜总产值1.17亿吨，我国产值近8000万吨，占国际总产值的68.4%……占国际人口20%的我国人，凭仗一己之力种出了近70%的西瓜，又单独吃光了它们。”

事实上，我国相同是甜瓜的出产和消费大国，赵光伟介绍，“我国甜瓜的栽培面积占全球45%以上，产值占全球55%以上，都是国际榜首。所以，我国相同也是甜瓜的消费大国”。

但即便如此，在肯定数量上，甜瓜的产值和消费量远远不如西瓜，统计数据显现，相同在2016年，我国甜瓜的产值只要不到1200万吨，不到西瓜的六分之一。

我国人为什么更爱吃西瓜？我国农业科学院深圳农业基因组研讨所助理研讨员练群估测，这或许和饮食习惯有关，“相对来说，我国人吃西瓜更多，外国人吃甜瓜更多，其间原因很难解说，或许和饮食习惯有关，也或许和夏日消费的特色有关，夏日酷热，水分含量更高的西瓜或许更受欢迎”。

西瓜、冷饮、空调，被称为今世避暑的“三大神器”，赵光伟也觉得，西瓜消费量更高，或许和它首要在夏日老练有关。

在网上，也有许多相关的猜想和评论，有人以为我国人更爱吃西瓜，是由于“我国大部分当地合适种西瓜，对普通人来说，西瓜更简单取得，且价格更低，因而构成了特有的饮食习惯”，不过，是否真的如此？仍待探寻。

此外，值得一提的是，并不是一切的西瓜都合适避暑。在西瓜大家族中，它还有许多不同功用的“兄弟”，许勇介绍，“依照不同的分法，西瓜能够细分为许多类型。植物学上的分法，西瓜有7个种。假如依照功用来分，又能够分为食用、饲用、药用等，饲用西瓜在非洲种的比较多，它尽管不苦，但也不甜，所以用来当饲料。还有药用西瓜，由于西瓜是葫芦科植物，含有许多的葫芦素，而葫芦素具有必定的保健价值，所以也被用来入药。不过药用西瓜很苦，比饲用西瓜更不合适食用。”

新京报记者 周怀宗

修改 张树婧 校正 吴兴发