據(jù)國際黃瓜基因組計劃首席科學(xué)家、中國農(nóng)科院蔬菜花卉所研究員黃三文介紹,本項研究對115個黃瓜品系進(jìn)行了重測序,并對一個野生黃瓜進(jìn)行了從頭測序。共發(fā)現(xiàn)330多萬個單核苷酸多態(tài)性位點,33萬多個小插入和刪除,以及594個獲得/缺失變異?;谶@些數(shù)據(jù),構(gòu)建起一個單核苷酸分辨率的黃瓜遺傳變異圖譜。
這115個黃瓜品系可分為4大類,即印度類群、歐亞類群、東亞類群和西雙版納類群,其中印度類群主要來自于野生變種,而其余3個品種均來自栽培變種。比較分析發(fā)現(xiàn),印度類群遺傳多樣性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他3個類群,這一結(jié)果證實了印度是黃瓜的發(fā)源地。
野生黃瓜果實極苦,原本在印度被當(dāng)作草藥,經(jīng)過馴化,變成了可口的蔬菜。本研究發(fā)現(xiàn)黃瓜基因組中有100多個區(qū)域受到了馴化選擇,包含2000多個基因。其中7個區(qū)域包括了控制葉片和果實大小的基因,果實失去苦味的關(guān)鍵基因已明確定位在染色體5上一個包含67個基因的區(qū)域內(nèi)。
大部分黃瓜的果肉顏色是白色或淺綠色的,橙色果肉這一性狀為西雙版納黃瓜所特有。本研究創(chuàng)造性地運用群體分化這一新分析算法,發(fā)現(xiàn)了一個西雙版納黃瓜特有的突變。該突變導(dǎo)致了編碼β-胡蘿卜素羥化酶的基因失效,從而使得西雙版納黃瓜在果實成熟期因不能降解β-胡蘿卜素而呈橙色。這一發(fā)現(xiàn)不僅為培育營養(yǎng)價值更高的黃瓜品種提供了分子育種工具,也為通過變異組快速挖掘重要性狀基因提供了新思路。