黄瓜品种|从基因组到新品种一根黄瓜也能“顶天立地”
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2018年度国家自然科学奖二等奖和科技进步奖二等奖获奖团队部分成员
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2018年度国家科技进步奖二等奖获奖团队顾兴芳（右三）等
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黄瓜的驯化历程
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中农26号（蔬菜所供图）
1月8日是2018年度国家科技奖励大会召开的日子 。
清晨，黄三文和顾兴芳在进入人民大会堂参加大会之前合了一张影，成为他们科研友谊的见证 。
他们同来自中国农业科学院蔬菜花卉研究所（以下简称蔬菜所），同样研究黄瓜，在同一年分别获得国家自然科学奖二等奖和国家科技进步奖二等奖 。
他们各自带领团队，又在科研上开展合作，搞清楚了黄瓜基因组的“内核”，并借此指导黄瓜分子育种，创造了可观的经济效益和社会效益 。
十余年来，从基因组到新品种，黄瓜科研真正实现了“顶天”又“立地” 。
为了让黄瓜有黄瓜味儿
“黄瓜没有黄瓜味啦！”“西红柿的味道越来越淡了 。”蔬菜品质已经成为老百姓关心的话题，也是我国蔬菜科研工作者努力的方向 。
但是在黄瓜基因组破译之前，蔬菜基因组到底什么样，没有人知道 。“基础研究较为薄弱，导致蔬菜优良品种培育进程缓慢，分子育种无从开展 。”黄三文告诉《中国科学报》 。
黄瓜是葫芦科作物的模式物种，它仅有3亿个碱基对，是蔬菜中最少的 。同时，在生产上，黄瓜是五大蔬菜之一，又是第一设施蔬菜 。
然而，世纪之初，我国黄瓜单产水平和荷兰等发达国家相比仍有较大差距，一些黄瓜品种在不利生长条件下易发苦而严重影响商品价值 。此外，消费者对外观和风味品质以及品种多样性要求越来越高 。
“要解决黄瓜生产中的主要问题，亟须创新黄瓜育种的理论和技术体系 。”黄三文说 。
但是，国内外黄瓜遗传育种研究一直落后于番茄、白菜等主要蔬菜作物 。在黄三文和顾兴芳等人提出对黄瓜开展联合研究之前，黄瓜一直没有完整的分子标记遗传图谱，最好的遗传图谱只有200 多个分子标记，大部分是AFLP 等不可移植的标记，且连锁群的个数大于染色体数目，不能有效地覆盖到全基因组，这严重限制了黄瓜遗传育种研究 。
“制约黄瓜遗传育种研究的结构性障碍是其遗传背景非常狭窄 。”顾兴芳告诉《中国科学报》，黄瓜是甜瓜属的66 个物种中唯一单倍体染色体数目为7 的物种（其它均为12），基本上无法通过有性杂交与同属的其它物种进行遗传物质的交流 。
由于遗传背景狭窄，通过常规的技术手段开发黄瓜标记非常困难，造成黄瓜遗传研究体系落后，这严重制约了黄瓜生物学研究和分子设计育种开展 。
2005年至2006年，“454”和“Illumina”等新一代基因测序技术先后问世，使得以前因为效率低、耗时长、成本高而让人望而生畏的生物基因组测序发生了根本性的变化，低成本、高效率进行生物基因组测序成为了可能 。
2006年底，包括黄三文、谢丙炎、顾兴芳等在内的蔬菜所专家提出利用新一代测序技术进行黄瓜基因组测序的建议 。蔬菜所时任所长杜永臣成先后多次组织召开党委会和所学术委员会进行专题研究 。
最后决定，为打破黄瓜分子遗传研究落后的局面，提升黄瓜分子育种研究水平，并带动我国其他蔬菜乃至园艺作物的分子育种技术发展，蔬菜所自筹千万余元资金，利用新的测序技术进行黄瓜基因组测序 。
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