荔枝起源中心：不是越南，是云南！

2022/01/06 08:38

作者｜朱汉斌陈芃辰

“我们的研究提出荔枝‘一个起源中心、两个独立驯化事件’假说，证明了我国云南是世界荔枝起源中心，有助于消除荔枝可能起源于越南的认知。”1月4日，华南农业大学园艺学院研究员李建国对《中国科学报》表示。

当天，由华南农业大学牵头，联合广东省农业科学院、美国伊利诺伊大学香槟分校等单位合作完成的研究成果发表于《自然—遗传学》。

这项荔枝基因密码的破译工作，将为未来荔枝功能基因组研究提供重要参考，对促进荔枝品种改良和产业高质量发展具有重要意义。

“岭丰糯”荔枝华南农业大学供图

破译荔枝基因密码

荔枝产业是我国南方亚热带地区的重要产业，而产业发展离不开科技支撑。

中国科学院院士、华南农业大学教授刘耀光指出，解码荔枝基因组，不仅能全面提升对荔枝重要经济性状形成机制的认知，研发相应的育种和栽培调控技术，还能为推动其他无患子科植物如龙眼的相关研究提供参考。

科学家利用二代Illunina、三代PacBio、Hi-C和10XGenomics等最新基因组测序数据，通过优化基因组组装策略，完成“妃子笑”荔枝基因组假染色体水平的组装，组装完整度BUSCO评估96.2%；同时完成基因组编码基因的结构注释，得到31896个结构基因，是目前无患子科植物中组装质量最高的基因组。

科学家利用72份荔枝资源重测序数据，鉴定到3.88M高质量的SNPs位点，提出了荔枝“一个起源中心、两个独立驯化事件”假说。

“云南是野生荔枝的起源中心，它沿着西江传播，在海南形成野生荔枝种群一个主要栖息地；此后，云南和海南野生荔枝分别独立驯化为特早熟和晚熟品种，再进一步杂交形成早熟与中熟品种。”

李建国表示，在云南，人工栽培驯化后培育出特早熟荔枝品种；云南的野生荔枝沿西江流域向东和向南传播到海南岛后，在环境变化影响下发生独立的驯化事件，产生了晚熟性状。

野生荔枝在云南、海南得到驯化，为何广东会成为荔枝生产第一大省？李建国告诉记者，现有的包括“妃子笑”在内的多个荔枝早熟、中熟品种，可能由来自云南、海南的品种在广东等地相遇后杂交而成。

它们因基因组高度杂合而具有更强的杂种优势，形成更好的经济性状。

广东气候条件、土壤环境适宜，产生了众多优良的荔枝主栽品种，从而成为我国最重要的荔枝产区。

发现成熟期调控目标基因

荔枝生产中时常出现果品季节性过剩，严重影响经济效益。

“出现这一问题的根本原因是荔枝中熟品种多，加之两广为中纬度的中熟产区，开花期集中，导致果实成熟期相近，在短时间内集中上市。”国家荔枝龙眼产业技术体系首席科学家、华南农业大学研究员陈厚彬说。

该论文还对荔枝开花的调控机制进行了系统研究，发现荔枝中一段特定的DNA序列缺失，可能是导致不同花期形成的重要因素。

这一段DNA片段缺失出现在一对CONTANS-like（COL）基因之间，它可能通过调控这两个COL基因的表达，从而影响荔枝开花时间。

“这一段DNA序列缺失与荔枝花期早晚关系密切。来源于云南的特早熟品种基因组有这个缺失，但来源于海南的晚熟品种没有。而‘妃子笑’作为特早熟和晚熟的杂交种，则是‘杂合’的缺失，也就是说两条同源染色体中其中一条（来源于特早熟的父本）有这个缺失，而另外一条（来源于晚熟的母本）没有。这也正好与‘妃子笑’的开花期在特早熟和晚熟之间相对应。”论文共同通讯作者、华南农业大学教授夏瑞说。

基因组是植物性状形成的“导航图”。这个DNA序列缺失可以开发为简便的分子标记，用于不同开花期荔枝品种的选育。

这对荔枝花期和成熟期性状的选育种工作非常有价值，因为荔枝易腐烂、难贮存，选育更多极早或极晚开花的荔枝新品种对延长上市期、减少季节性销售压力、提升种植效益具有重要意义。

接“荔”传承

“高质量荔枝参考基因组测序工作的完成，标志着荔枝研究将全面进入功能基因组大数据时代，相信未来基于荔枝基因组大数据开展的研究会越来越多、水平越来越高，对产业的推动作用也会越来越大。”论文第一作者、华南农业大学教授胡桂兵评价道。

据悉，华南农业大学在荔枝研究方面具有雄厚的根基。

经过老中青三代人近40年的接力攻关，育成了“冰荔”“观音绿”“岭丰糯”等新品种19个；发表高水平论文300多篇、出版《荔枝学》等专著11本、授权发明专利15件；获得省部级以上奖励16项。

“我们目前正在与国内外多个研究团队合作，旨在以荔枝基因组研究为基础，对更多原产于我国、具有重要经济性状的无患子科作物开展基因组方面的研究，如龙眼、红毛丹、无患子（皂荚）、倒地铃等。”夏瑞说。