March 19 2025
各品种榴梿都有本质上的差异,本期我们从基因的角度和大家分享这些热门的冷知识。研究基因组的多样性,可以揭示品种之间的遗传性相似性和多样性,多样性之间差异又可以反映出基因对环境和抗病表现的适应性差异,都是分子育种上重要的基础……
大马名种榴梿,不管在风味、管理、价格和市场接受度上,和泰国榴梿都有本质上的差异。而这些本质上的差异究竟出在什么地方,今天我们从基因的角度和大家分享这些“热门的冷知识”。
榴梿全基因图谱
早在2017年,新加坡大学等单位就首次发表了榴梿的全基因图谱,当时的定序对象品种是猫山王(Musang King)。而真正理解到猫山王的与众不同,则要等到2023年泰国团队做的贡献。
2023年由泰国尖竹汶府榴梿研究中心等单位发表的研究报告里,比较了金纽扣(Kradumthong)、彭曼尼(Puangmanee)、金枕头(Monthong)还有猫山王(Musang King)的全基因序列,找出了猫山王和其他品种独具一格的区别。体现了榴梿品种之间在抗病、风味等特性上的表现。
首先比较的是猫山王品种的基因和其他品种的差异。猫山王的基因组大小为738百万堿基(Mb, Megabase),金纽扣、彭曼尼或者是金枕头的基因组大小介于762到839Mb之间。不同品种之间基因的数量也有所差异,猫山王的基因数量是4.53万个。不同泰国品种介于4.48到4.79万个之间。和榴梿相比,人类的基因数量只有榴梿的一半,大概是23,000个基因。当然,基因的多寡并不能代表物种演化的程度,只能说人类的基因具有更加特化的表现能力。
5大特性进行比较
研究分别就各个品种榴梿的5大特性进行比较,包括硫化物的代谢、后熟表现、风味表现、荷尔蒙表现跟其他,进行品种内、品种之间和品种之外的比较。品种内比较,分别比较榴梿果肉和其他部位如根、茎、叶之间的差异。发现在果肉部位,这5大基因群都有上调的情况,说明这些基因在果肉表现都比在其他部位来得强烈,造就了果肉部位的与众不同。
品种之外的比较,榴梿分别跟香蕉、芒果、牛油果、番茄跟蓝莓基因,在这5大基因家族的比较发现,榴梿不管在后熟或者是在硫化物的代谢相关基因的表现,都比这5个水果来得更加的明显。
品种之间的比较,猫山王跟金枕头、彭曼尼这两个榴梿的比较。猫山王在硫化物代谢、后熟、风味、荷尔蒙相关基因的表现都比金枕头和彭曼尼来得抢眼。由于不同品种在DNA的演化上,会因外部环境的改变而变化,导致品种间的差距逐渐被拉开。经过测序基因画出来的亲缘关系图来看,金纽扣跟彭曼尼相对较相近,金枕头有别于它们俩,而猫山王在亲缘度上和这三者分得更开。从树状图来看,同样科(family)里,和榴梿亲缘性最接近的是同属于锦葵科的棉花。
基因用进废退论
研究也发现,榴梿基因在应对环境进化的过程中,有的基因拓展开来,有的因为在环境中不需要去适应特殊情况就逐渐退化。换句话说就是“用进废退”论。榴梿基因演化史中发现,拓展的基因家族包括RNA的合成、细胞分裂、对病虫害的抵抗性,都是在榴梿从祖先演化过程中持续拓展开来的基因家族。
研究发现,猫山王为了适应高雨量的环境,这方面拓展出来的基因更多,代表具有更强生存能力和抵御病虫害能力。相对来说,金纽扣跟金枕头它们的拓展的基因少,而收缩的基因家族则包括溶质的运输、细胞壁或果胶的形成功能,随着演进退化。
从现在的角度说明,榴梿更能积累高糖度,细胞间较少纤维素(果胶组成分)而具有绵密的口感。除此之外,有一些基因在拷贝数(copy number)上面存在显著的差异,简单的说具有越多拷贝数的基因,表现就越强。
尤其是猫山王品种,比起泰国的3个品种,在某些抗病基因上有更高的拷贝数,也就是说它有更好的抗病性。说到这里,可能和很多猫山王栽培者的认知不同,因为多数人感觉猫山王遇到病虫害的问题比较多。但由于缺乏一致的比较基准,这个论点还难以定论,但可以很确定的是,营养管理对榴梿管理的成败,占据很大比重。
研究基因组的多样性,可以揭示品种之间的遗传性相似性和多样性,多样性之间差异又可以反映出基因对环境和抗病表现的适应性差异,都是分子育种上重要的基础。榴梿品种丰富的大马,似乎在这方面的研究能量还缺乏火候,有待在科研成果和能力上追赶上其他国家。 ◆
文与图■吴展才
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