野生橘在中國南方南嶺山脈附近馴化的模型示意圖

華中農(nóng)大供圖

近日，華中農(nóng)業(yè)大學鄧秀新院士領銜的柑橘團隊完成了野生橘“莽山野橘”的基因組組裝與群體分析，解析了橘子馴化的分子基礎及特征，提出了果實檸檬酸降低是橘子馴化最顯著的特征，相關論文在線發(fā)表于國際學術期刊《分子植物》。

橘（Citrus reticulata）是柑橘屬的三個基本種之一，在我國有悠久的栽培歷史。我國有豐富的地方橘資源以及野生橘資源，但國際上一直對橘的起源與馴化地有不同觀點。該研究在我國南嶺附近收集了野生橘和栽培橘群體，特別是湖南南部莽山一帶的莽山野橘，表現(xiàn)出了檸檬酸極高、樹體古老、果實小和遺傳背景純合等原始種特征。研究進一步完成莽山野橘的基因組組裝與分析，基因組大小為 334.2Mb，預測的基因數(shù)目為 28820 個，與其他已經(jīng)測序的柑橘基因組特征比較相似。

分析發(fā)現(xiàn)，大部分栽培橘都有或多或少的柚子遺傳成分的漸滲；另外野生橘的基因組中發(fā)現(xiàn)少量其他野生柑橘成分的漸滲，大約是基因組的 1.77% 左右。通過 PSMC 模型研究發(fā)現(xiàn)，橘其中一個栽培群體在進化過程中有兩次群體瓶頸效應，而另一個栽培群體只經(jīng)歷了一次瓶頸效應，有效群體大小持續(xù)降低，這與其他多年生的果樹比如葡萄具有相似的群體進化特點。

論文第一作者王淪介紹，通過群體比較發(fā)現(xiàn)，我國栽培橘有兩個獨立的馴化事件，大致分布在南嶺山脈的南面和北面，說明橘子群體中有不同地域的獨立選擇和馴化方向，南嶺北部的橘表現(xiàn)出果實大、顏色偏紅、果實檸檬酸中等等特點；南嶺南部的橘表現(xiàn)出果實小、顏色偏黃、檸檬酸很低等特點。但是馴化過程中栽培橘果實相對于野生橘檸檬酸降低是最顯著的特點，而總糖含量在野橘和栽培橘之間的差異并不明顯，這與傳統(tǒng)的認識不同。傳統(tǒng)觀點認為果樹馴化主要是增加了果實糖度，酸的減少是搭車效應。本結(jié)果揭示了酸顯著降低是柑橘最近這次馴化最顯著的特征，同時暗示了柑橘馴化可能是分步驟的，果實糖含量增加有可能在更早期。

研究還發(fā)現(xiàn)了一些在柑橘馴化過程中與檸檬酸代謝變化潛在的基因，其中 ACO 基因（編碼順烏頭酸酶）是最有可能與橘子果實檸檬酸變化相關的基因。