“十三五”西瓜新品大揭秘：吃瓜也能高科技！

“十三五”西瓜新品大揭秘：吃瓜也能高科技！

“十三五”期间，中国在西瓜遗传育种领域取得了重大突破。通过基因组、转录组和代谢组等多组学技术，科研人员成功培育出一批优质抗逆的新品种西瓜。这些新品种不仅口感更佳，还具有更强的环境适应能力，推动了西瓜产业的发展。让我们一起来看看这些高科技西瓜的秘密吧！

2024年7月，北京大学现代农业研究院在国际顶尖期刊《自然-遗传学》上发表了一项重大研究成果：全球首个西瓜属超级泛基因组图谱成功构建。这一突破性进展为西瓜种质创新和品种培育开启了新篇章。

泛基因组是一个物种中所有个体基因组信息的总和，而超级泛基因组则代表一个属内所有物种的基因组信息，尤其蕴含了野生种中丰富的基因组变异。北京大学现代农业研究院的研究团队绘制了西瓜属全部7个种的28份代表性材料的端粒到端粒（T2T）高质量基因组图谱，成功构建首个属级T2T水平超级泛基因组。得到总计768.5Mb，32,513个基因家族的西瓜属泛基因组，是单个西瓜基因组的1.5倍，增加了11,225个栽培西瓜中没有发现的基因。

这一成果的重要性在于：

1. 极大地扩展了西瓜遗传改良的基因池
2. 揭示了西瓜属的基因组演化历史
3. 提供了利用野生种质创制优异育种材料的新范例

栽培西瓜在驯化和品种改良过程中，由于对品质和产量的追求，导致遗传多样性非常狭窄，大量抗病耐逆基因丢失。而在西瓜的祖先——野生西瓜中，却蕴藏着丰富的遗传与表型多样性。

研究团队通过基因组序列分析，发现了以下重要信息：

• 栽培西瓜除之前报道的cordophanus亚种外可能还存在其他祖先
• 西瓜属内发生了三次重大染色体重排事件和两个超长片段倒位
• 这些染色体重排显著影响了西瓜的抗性、品质相关基因以及三维基因组结构

这些发现为回交育种过程中避免连锁累赘提供了基因组基础，也为育种家提供了最完整的基因组资源。

研究团队通过结构变异全基因组关联分析（SV-GWAS），鉴定了驯化过程中丢失和获得的关键基因。具体包括：

• 与葫芦素含量、含糖量、果肉着色等重要性状相关的功能基因结构变异
• 发现在西瓜驯化过程中，伴随着多个与甜度增加、果肉变红相关的基因簇扩张
• 大量抗病功能相关的基因簇丢失

这些发现为西瓜育种家提供了最完整的基因组资源，助力深入理解西瓜基因组的复杂性和多样性，从而高效挖掘和利用野生西瓜种中的有利基因。

研究团队利用野生西瓜的基因组序列和抗病基因信息，通过种间杂交选育形成了抗多种病害的自交系‘PKR6’，并有效确定了西瓜抗枯萎病生理小种候选基因。该研究提供了利用野生种质创制优异育种材料的范例，从而将驯化过程中丢失的抗病基因重新有目的地导入栽培种中改良种质，对加速抗病品种选育、促进西瓜产业高效发展具有深远意义。

目前，科研团队已全面开启基于多组学的西瓜精准分子设计育种，育成西瓜新品种7个，并在全国25个省市区大面积示范推广。这些新品种不仅在口感和外观上更优，更重要的是具备更强的抗病能力和环境适应性，为西瓜产业的可持续发展提供了有力支撑。

北京大学现代农业研究院副院长张兴平表示：“未来也是要把这样一个好的成果，广泛地与世界去分享，只有世界各地运用了我们的成果，我们才对世界有影响力，所以我们追求国际国内的合作，把我们的成果能够为西瓜产业绿色可持续发展作出应有的贡献。”

这一系列科研成果不仅展示了中国在西瓜育种领域的领先地位，更为全球西瓜产业的未来发展指明了方向。通过持续的科技创新，我们有望培育出更多优质、抗逆、安全的西瓜品种，满足消费者的需求，推动农业产业的高质量发展。