近日，北京市农林科学院蔬菜中心（国家蔬菜工程技术研究中心）左进华副研究员团队与英国诺丁汉大学Donald Grierson教授 （英国皇家科学院院士、中国工程院外籍院士） 团队联合在农林科学Q1区Top期刊Horticulture research（IF：5.404）在线发表了题为Combined genomic, tranomic, and metabolomics analyses provide insights into chayote （Sechium edule） evolution and fruit development的研究论文，该研究揭示了佛手瓜基因组组成和进化关系以及果实生长发育的分子调控机理，填补了佛手瓜在基因组、转录组和代谢组研究领域的空白。国际知名园艺作物基因组学研究知名科学家、美国康奈尔大学Boyce Thompson研究所费章君教授对此项研究成果进行了点评，认为此项研究是葫芦科植物基因组学研究领域极为重要的突破，相关点评在“nature自然科研”公众号发布。
佛手瓜因瓜型似“佛手”而得名，有绿色无刺、绿皮有刺、白皮无刺和白色有刺四个品种，果实富含多种生物活性物质，且具有降血压、降血糖、保肝、防止动脉粥样硬化和脂肪肝、延缓多种慢性疾病的功效，极具食用和药用价值。本研究首次发布了高质量的佛手瓜基因组，其基因组组装大小为606.42Mb，包含473个contigs和103个scaffolds，N50长度分别为8.40Mb和46.56MB，基因组中65.94%为重复序列，含有28237个蛋白质编码基因。通过基因组比较分析和系统发育分析，发现佛手瓜与蛇瓜的亲缘关系最为密切，并在27-45百万年前由它们的共同祖先分化而来，研究还发现佛手瓜在25±4百万年间发生了一次全基因组复制事件。
此外，通过对佛手瓜果实发育的3个不同生长期转录组和代谢组学研究，鉴定出了在佛手瓜生长发育过程中与果实植物激素、质地、风味、类黄酮生物合成和抗氧化性相关的差异表达基因和差异代谢物；进一步对植物激素信号转导途径和苯丙烷生物合成途径进行分析，阐明了佛手瓜生长和类黄酮合成的调控机制，并构建了佛手瓜果实生长发育的调控模型。本研究为葫芦科植物的基因组进化和果实生长发育调控机理研究提供了理论依据。
硕士生付安珍、王清研究员和牟建楼副教授（河北农业大学）为该论文并列第一作者，英国Donald Grierson院士和左进华副研究员为共同通讯作者，蔬菜中心温常龙研究员、赵晓燕研究员、高丽朴研究员、硕士生马丽丽和林果院王云香博士参与了部分工作。该研究得到了院“海培计划”、蔬菜中心“海融计划”、院瓜类协同创新中心、院农产品加工与营养健康协同创新中心、科技部“科技助力经济2020”重点专项、北京市科技计划、国家大宗蔬菜产业体系建设等项目的资助。
