南京农业大学在甜瓜属基因组研究中取得新进展

酸黄瓜为黄瓜的野生近缘种，主要分布于中国云南、泰国、缅甸、孟加拉国和印度东北部，具有耐低温弱光、高抗霜霉病、抗根结线虫等优良性状。南京农业大学陈劲枫教授于1997年在云南发现并采集到酸黄瓜，通过胚胎拯救和染色体加倍等技术成功实现了酸黄瓜和栽培黄瓜的种间杂交，创制出世界上首例甜瓜属种间杂种，进一步通过回交转育和系统筛选，创制了附加系、渐渗系等一系列特异种质，开创了野生资源用于栽培黄瓜品种改良的先河。

陈劲枫教授团队研究完成了酸黄瓜染色体水平的基因组组装，不仅丰富了甜瓜属物种进化研究的数据资源，也为黄瓜的种间杂交渐渗育种和野生优异基因的发掘提供了重要支撑。该研究以酸黄瓜高代自交系为材料，对其进行高通量测序、基因组组装和注释，最终得到289 Mb基因组序列，其Contig N50为221 kb，Scaffold N50为14 Mb，注释共得到23 864个蛋白编码基因。酸黄瓜基因组GC含量为33.12%，重复序列含量为48.7%，其中LTR类型的重复序列含量最高，占基因组的19.64%。全基因组比较分析表明，黄瓜和酸黄瓜的核酸和蛋白序列平均相似度高于酸黄瓜和甜瓜，进一步利用304个单拷贝基因构建进化树，发现与甜瓜相比，酸黄瓜和黄瓜的亲缘关系更近，在全基因组水平证明了3者之间的进化关系。比较基因组学分析发现，与同属的黄瓜和甜瓜相比，酸黄瓜中NBS类抗病基因家族显著扩张，同时与抗性相关的正选择基因也显著富集，初步揭示了酸黄瓜抗性的分子基础。酸黄瓜全基因组的解析对于后续全面分析其优异基因并用于栽培黄瓜的渐渗育种具有非常重要的价值。

相关研究成果于2021年3月4日在线发表在《Horticulture Research》上。