瓜不是一開(kāi)始就那么好吃的 揭秘水果馴化史

2019-11-25 15:27:08來(lái)源：科技日?qǐng)?bào)

一直以來(lái)，甜瓜因其甘甜多汁，深受人們喜愛(ài)。但是很少有人知道，原始的野生甜瓜味道卻是又酸又苦。那么，是什么促使它們演化成如今的甜美口

一直以來(lái)，甜瓜因其甘甜多汁，深受人們喜愛(ài)。但是很少有人知道，原始的野生甜瓜味道卻是又酸又苦。那么，是什么促使它們演化成如今的甜美口味?

近日，《自然—遺傳學(xué)》以兩篇長(zhǎng)文形式在線發(fā)表了兩項(xiàng)瓜類(lèi)作物基因組研究成果。兩項(xiàng)研究分別構(gòu)建了西瓜和甜瓜的全基因組變異圖譜，揭示了兩種水果的馴化歷史及果實(shí)品質(zhì)的遺傳分子機(jī)制。

只聽(tīng)說(shuō)過(guò)動(dòng)物可以馴化，難道水果也可以馴化?馴化和轉(zhuǎn)基因、雜交、嫁接有什么區(qū)別?馴化之前的水果到底什么樣……帶著這些問(wèn)題，科技日?qǐng)?bào)記者采訪了兩篇論文的通訊作者——中國(guó)農(nóng)科院農(nóng)業(yè)基因組研究所研究員黃三文。

植物的馴化是個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程

馴化是人們?cè)谏a(chǎn)生活實(shí)踐當(dāng)中出現(xiàn)的一種文明進(jìn)步行為，是將野生的動(dòng)物和植物的自然繁殖過(guò)程變?yōu)槿斯た刂葡碌倪^(guò)程。因此不光是動(dòng)物，植物也可以馴化。

“馴化是一個(gè)相對(duì)的概念，通常是相對(duì)于野生而言。馴化以后的水果是指那些經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的人工定向選擇，改變其遺傳性狀以適應(yīng)新環(huán)境或獲得更宜于人類(lèi)采食性狀的水果。”黃三文說(shuō)。

此次甜瓜研究團(tuán)隊(duì)分析了千余份甜瓜種質(zhì)資源的基因組變異，鑒定了560余萬(wàn)個(gè)單核苷酸多態(tài)性(SNP)后發(fā)現(xiàn)，甜瓜至少經(jīng)歷過(guò)3次獨(dú)立的馴化事件，兩次發(fā)生在印度，一次發(fā)生在非洲。薄皮甜瓜和厚皮甜瓜亞種分別從印度不同的野生群體馴化而來(lái)。

“野生甜瓜生長(zhǎng)勢(shì)和結(jié)果能力特別強(qiáng)，果實(shí)大小是馴化甜瓜的1/200—1/500，具有苦味和酸味、無(wú)甜味。”黃三文說(shuō)。

通過(guò)對(duì)自然變異的選擇、積累，人類(lèi)將所需要的農(nóng)藝性狀一代代的固定下來(lái)，就把甜瓜變成了我們現(xiàn)在看到的樣子。

比如，野生甜瓜果實(shí)本來(lái)很小，人們?yōu)榱双@得更高的產(chǎn)量，會(huì)有意識(shí)地選擇果實(shí)較大的進(jìn)行留種繁殖，長(zhǎng)期的這種有意選擇，就產(chǎn)生了當(dāng)前我們看到的果實(shí)大小是野生甜瓜大小幾百倍的馴化類(lèi)型。“此外，在甜瓜的馴化過(guò)程中人類(lèi)還讓其失去了苦味和酸味，進(jìn)一步獲得了甜味，從而得到了我們現(xiàn)在餐桌上甜瓜果實(shí)的模樣和味道。”黃三文說(shuō)。

與轉(zhuǎn)基因、嫁接并不相同

那么我們常聽(tīng)說(shuō)的轉(zhuǎn)基因、雜交、嫁接和馴化有什么關(guān)系或者區(qū)別嗎?

黃三文解釋說(shuō)，這幾者的區(qū)別是：馴化是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，人類(lèi)需要對(duì)植物進(jìn)行長(zhǎng)期選擇，并且在這一過(guò)程中人類(lèi)沒(méi)有直接去改變植物的遺傳物質(zhì)，只是通過(guò)對(duì)植物自然隨機(jī)突變的一代代選擇和積累，達(dá)到定向改變植物表型的目的。“雜交是植物馴化的一個(gè)有效手段，馴化則是雜交技術(shù)應(yīng)用的結(jié)果。尤其是在育種技術(shù)出現(xiàn)之后，雜交大大加速了植物馴化的速度。通過(guò)雜交，人類(lèi)可以將不同材料的優(yōu)異性狀進(jìn)行聚合，還可利用植物的雜種優(yōu)勢(shì)獲得超親表型。”黃三文說(shuō)，而轉(zhuǎn)基因技術(shù)則是人類(lèi)為了改變某個(gè)特異性狀將外源的特異基因進(jìn)行導(dǎo)入，從而快速地改變植物特定性狀。

他指出，馴化可以通過(guò)對(duì)隨機(jī)突變定向選擇，積累變異，并且能夠穩(wěn)定遺傳。嫁接是植物人工繁殖的方法之一，不改變植物的遺傳物質(zhì)。只能在當(dāng)代聚合砧木和接穗的優(yōu)良性狀，不能遺傳給下一代。

那么，是不是所有水果都可以被馴化呢?黃三文說(shuō)：“只有那些果實(shí)對(duì)人類(lèi)而言有食用價(jià)值的才會(huì)被馴化。盡管經(jīng)過(guò)人們的不斷馴化，當(dāng)前的水果無(wú)論是產(chǎn)量還是品質(zhì)都有很大改善，然而在對(duì)性狀進(jìn)行改良的同時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致抗病、抗逆等優(yōu)異性狀的退化，因此馴化是一個(gè)長(zhǎng)期、持續(xù)、無(wú)止境的過(guò)程。”

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