黃瓜是受到全球廣泛喜愛的蔬菜，它源自喜馬拉雅山脈南麓，由其野生祖先馴化而來，歷經2000余年的傳播擴散，遍布世界。那麼，這背后的基因組變異歷史是怎樣的？

近日，中國農業科學院蔬菜花卉研究所張聖平科研團隊通過構建迄今規模最大、質量最高的黃瓜染色體級泛基因組，回答了這個問題，為黃瓜分子設計育種提供了系統性的基因組工具箱。

張聖平介紹，黃瓜這一跨越南亞熱帶濕潤地區直至東亞與歐亞大陸溫帶氣候的遷徙歷程，本質上是一部由基因組變異書寫的作物適應性進化史。然而，黃瓜全球傳播與適應性進化背后的遺傳基礎尚不清楚，基因組變異如何調控重要農藝性狀更是知之甚少，這制約著黃瓜分子育種的進一步發展。

該研究整合了全球422份黃瓜種質的重測序數據，並將這些種質劃分為印度、西雙版納、歐亞和東亞四大地理類群。在此基礎上，研究團隊選取125份覆蓋全球主要黃瓜產區的代表性種質，利用最新的三代測序技術完成了染色體級的基因組組裝，結果發現：黃瓜自印度起源地向全球擴散的過程中，遺傳多樣性逐漸降低，反映出其在適應各地環境時經歷了持續的純化選擇壓力﹔與此同時，各地理類群也在這一過程中積累了各自特有的變異。這些變異往往為單一參考基因組所“遺漏”，而泛基因組恰好將其一一還原。據此，團隊首次克隆了在黃瓜參考基因組中“隱性丟失”的黑星病抗性基因CsCcu，以及受罕見變異調控的果實長度基因CsSPL1。

本次研究中提出的分析策略與克隆的重要基因，不僅為解析黃瓜復雜性狀的遺傳基礎、加速分子標記開發與精准育種提供了重要支撐，也為其他作物的泛基因組學研究提供了有益借鑒。中國科學院院士、崖州灣國家實驗室副主任錢前評價，該研究為黃瓜分子設計育種提供了堅實支撐，兼具重要基礎科學價值與育種應用前景。（記者楊舒）