近日，北京市农林科学院蔬菜研究中心宣布完成了世界首张西瓜基因组序列图谱绘制与破译，该研究成果于2012年11月25日在国际学术顶级刊物《自然•遗传学》（影响因子为35.52）上在线发表。国际西瓜基因组计划由北京市农林科学院蔬菜研究中心牵头组织发起，完成了栽培西瓜全基因组的序列分析，获得了高质量的西瓜基因组序列图谱，并成功破译了西瓜遗传“密码”。这是中国主导完成的世界第一张西瓜基因组序列图谱，也是植物基因组领域研究的又一突破性重大成果，标志着我国西瓜基因组学研究取得了国际领先地位。
国际西瓜基因组计划的顺利完成得到了科技部、农业部、北京市科委与农委、国家自然科学基金委和北京自然科学基金委等部门的大力支持，特别是北京市科委建立的“首都育种创新平台”给予了连续资助。北京市农林科学院蔬菜研究中心主任、国家西甜瓜产业体系首席科学家许勇研究员作为国际西瓜基因组计划牵头人，由来自美国康奈尔大学、深圳华大基因研究院、美国加州大学戴维斯分校、法国农业科学院、中国农科院蔬菜花卉所与新疆农科院等16家国内外单位60余名科研人员联合参与了国际西瓜基因组计划，先正达与瑞克斯旺公司为本项研究提供资助和相关供试材料。这是国内国际合作与协同创新的经典案例之一。
西瓜作为世界五大水果之一，是全球重要的经济作物和夏季消暑水果。据联合国粮农组织统计，中国西瓜年产量占世界的67%，也是全球西瓜人均消费量最大的国家。栽培西瓜遗传多样性狭窄是制约西瓜品种改良的主要因素，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，将极大拓展了挖掘利用野生种质资源中抗病、抗逆等优异基因的广度和深度，显著提高含糖量、瓤色、营养品质等复杂性状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。
国际西瓜基因组计划的科研人员历经4年多的艰苦努力，采用“全基因组鸟枪法”测序策略，进行双末端测序，得到总量约为46Ｇ的基因序列数据，获得了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，在解码的西瓜基因组中共鉴定出约23,440个基因，其中96.8%
(22,682个)的基因已经精确定位到染色体上。进化分析表明，现代栽培西瓜11对染色体是由21对祖先染色体经过复杂的断裂和融合过程进化而来，半野生西瓜Citrulluslanatus
subsp.
mucosospermus是现代栽培西瓜Citrullus
lanatus
subsp.
vulgaris最直接的祖先。从半野生西瓜到现代栽培西瓜的驯化过程中，发现多个基因组区域受到强烈选择，进而形成了现代栽培西瓜具有的含糖量高、早熟等生物学特征。对20份代表性西瓜重测序获得了678万个SNP位点和96万个InDel位点，为深入开展西瓜生物学研究和改良育种提供了海量的数据基础。重测序分析表明，大量抗病基因在从野生西瓜到现代栽培西瓜的进化和人工驯化过程中丢失。国际西瓜基因组计划还开展了西瓜维管束与果实发育转录组测序，清晰绘制了西瓜植株信号传导和调控、果实成熟糖代谢与调控以及瓜氨酸代谢的基因网络。在此基础上，获得了西瓜抗病性（枯萎病、炭疽病、白粉病与病毒病等）和品质等重要农艺性状的候选基因或基因标记，研究结果能较好地应用到分子标记辅助育种实践，通过进一步的生物学功能验证，将为解析西瓜重要性状的代谢网路调控提供新的理论。
该研究团队在开展西瓜基因组基础研究的同时，较好地应用现代分子生物学技术结合常规育种，开展了优异基因资源的创新。筛选确定了西瓜资源与品种分子鉴定的SSR核心引物对，构建了1000多份西瓜资源的DNA指纹库。筛选鉴定出一批西瓜抗枯萎、病毒、白粉与炭疽病的抗源，建立了多个抗病性与性别及品质性状的分子标记辅助育种技术体系，大大提高了常规育种的效率，选育出“京欣”系列西瓜品种，成为我国早春保护地早熟栽培的主栽品种，累计推广种植面积达到829万亩，创新社会经济效益60亿元，中心西瓜良种产业化规模居全国科研院所前列。
西瓜基因组序列图谱的完成，如同打开了西瓜生命活动的“黑匣子”。我国的西瓜育种研究将以此为契机，加强分子设计育种技术的创新，并与常规育种紧密配合，为高效培育兼具优质、高产、抗病虫、抗逆等优良性状的西瓜新品种提供技术指导。国际西瓜基因组计划的研究成果对推动我国和世界西瓜育种与生产具有重大意义，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。
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