中国科学家Nature Genetics发布西瓜基因组草图

　　

生物通报道  来自北京农林科学院、康奈尔大学、深圳华大基因研究院、复旦大学等10多家机构的研究人员组成的一个国际研究小组成功破译了西瓜的遗传密码，绘制出世界上第一张西瓜(watermelon)基因组序列草图。相关论文发表在11月25日的《自然遗传学》（Nature Genetics）杂志上

北京农林科学院蔬菜研究中心主任许勇(Yong Xu )、北京农林科学院院长李云伏（Yunfu Li）、美国康奈尔大学费章君(Zhangjun Fei )博士以及华大基因研究院的王俊（Wang Jun）博士共同领导了这一研究。

西瓜一种双子叶开花植物,属葫芦科，原产于非洲。被称为“瓜中之王”，味道甘味多汁，清爽解渴，含有丰富的矿物盐、脂肪、胆固醇、以及大量葡萄糖、苹果酸、果糖、蛋白氨基酸、番茄素及丰富的维生素C等物质，是一种富有营养、纯净、食用安全的食品。西瓜全球年产量大约为9000万吨，为全球第五大水果消费品，同时也是中国重要的经济水果之一。

在这篇文章中，研究人员报告了东亚西瓜栽培品种97103的高质量基因组序列草图。通过“全基因组鸟枪法”测序策略进行双末端测序，研究得到总量约为46Ｇ的高质量的西瓜基因组序列。拼接后的序列覆盖83.2％的西瓜基因组，共包含23440个编码基因，其中96.8% (22,682个)的基因已经精确定位到染色体上。

比较基因组分析揭示了11条西瓜染色体的起源进化概况，证实它们来源于包含7条染色体的古六倍型双子叶植物祖先。研究人员还对20份代表性西瓜资源的基因组进行了重测序生成了大量的单体型，并鉴别了西瓜种质的遗传多样性和种群结构。驯化过程中优先选择的基因组区域被鉴别出来。此外研究人员还发现驯化过程中许多抗病基因发生了丢失。综合基因组和转录组分析提供了西瓜和黄瓜之间共同的韧皮部脉管信号方面重要的认识，鉴别了对于有价值的水果质量性状如糖累积和瓜氨酸代谢等至关重要的基因。

这一西瓜基因组序列图谱绘制完成将使西瓜功能基因组学研究和分子改良育种迈进一个全新的发展阶段，显著提高含糖量、番茄红素与瓜氨酸等复杂性状品质改良的可操作性和新品种的选育效率，对于西瓜品种改良创新和全面提升我国在世界西瓜产业的竞争力具有十分重要的意义，同时也为破解葫芦科作物基因组进化与重要性状形成的分子机制等理论研究奠定了坚实的基础。

此外，在发表在同期Nature Genetics杂志上的另一篇论文中，来自华中农业大学、新加坡基因组研究员以及加州大学河滨分校等机构的研究人员报告称他们绘出了甜橙（sweet orange）基因组草图，为未来了解及改善许多重要的柑橘性状提供了有价值的资源(相关链接：华中农业大学Nature子刊公布测序新成果）。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

The draft genome of watermelon (Citrullus lanatus) and resequencing of 20 diverse accessions

Watermelon, Citrullus lanatus, is an important cucurbit crop grown throughout the world. Here we report a high-quality draft genome sequence of the east Asia watermelon cultivar 97103 (2n = 2× = 22) containing 23,440 predicted protein-coding genes. Comparative genomics analysis provided an evolutionary scenario for the origin of the 11 watermelon chromosomes derived from a 7-chromosome paleohexaploid eudicot ancestor. Resequencing of 20 watermelon accessions representing three different C. lanatus subspecies produced numerous haplotypes and identified the extent of genetic diversity and population structure of watermelon germplasm. Genomic regions that were preferentially selected during domestication were identified. Many disease-resistance genes were also found to be lost during domestication. In addition, integrative genomic and transcriptomic analyses yielded important insights into aspects of phloem-based vascular signaling in common between watermelon and cucumber and identified genes crucial to valuable fruit-quality traits, including sugar accumulation and citrulline metabolism.