2009年11月1日，著名的《自然遺傳學(xué)》（Nature Genetics）雜志在線發(fā)表了世界第一個蔬菜作物的基因組測序和分析的重要論文。這是由我國科學(xué)家發(fā)起和主導(dǎo)的國際黃瓜基因組計劃第一階段所取得的重大成果，對黃瓜和其它瓜類作物的遺傳改良、基礎(chǔ)生物學(xué)研究、以及對植物維管束系統(tǒng)的功能和進化研究將發(fā)揮重要的推動作用。
《自然遺傳學(xué)》是《自然》系列雜志之一，發(fā)表國際遺傳學(xué)研究的最新發(fā)現(xiàn)和重大成果，2008年影響因子為30（Nature為31，Science為28）。黃瓜基因組論文是該雜志至今為止發(fā)表的為數(shù)不多的植物學(xué)論文之一。
國際黃瓜基因組計劃是由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所于2007年初發(fā)起并組織，由深圳華大基因研究院承擔(dān)基因組測序和組裝等技術(shù)工作。參與單位包括中國農(nóng)大、北京師大、美國康乃爾大學(xué)、威斯康星大學(xué)和加州大學(xué)戴維斯分校、荷蘭瓦赫寧根大學(xué)以及澳大利亞多態(tài)性芯片技術(shù)中心。這是由我國發(fā)起的第一個多邊合作的大型植物基因組計劃，也為我國如何作為崛起中的大國如何發(fā)起和領(lǐng)導(dǎo)重大國際合作項目提供很好的范例。
園藝產(chǎn)業(yè)是我國農(nóng)業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)，總產(chǎn)值超過9000億元，吸納了約1.5億農(nóng)村勞動力。但是，我國的園藝作物基礎(chǔ)研究薄弱，缺乏培育優(yōu)良品種所需的基因組學(xué)知識基礎(chǔ)和分子育種工具。為了加強園藝基礎(chǔ)研究，推動園藝產(chǎn)業(yè)從數(shù)量擴張型到質(zhì)量提高型的轉(zhuǎn)變，2007年初中國農(nóng)科院蔬菜花卉所毅然決定自籌1200萬元，發(fā)起國際黃瓜基因組計劃。此計劃得到了農(nóng)業(yè)部的高度重視，“948”項目連續(xù)3年支持該項目的實施?？萍疾俊⒇斦?、國家自然科學(xué)基金委也提供了經(jīng)費和條件支持。此外，深圳市政府和企業(yè)家生態(tài)學(xué)會也對深圳華大提供了條件支持。
黃瓜基因組共有約3.5億個堿基對。項目采用了新一代測序技術(shù)，自主開發(fā)了一套全新的序列拼接軟件，成功地以較低的成本繪制了黃瓜基因組的精細(xì)圖。這一套測序策略已經(jīng)成為了其它植物基因組測序的模式。
在黃瓜基因組中共發(fā)現(xiàn)了26,682個基因。項目創(chuàng)建了包含1800個分子標(biāo)記的高密度遺傳圖譜，把基因組的20000多個基因定位在染色體上，這給重要經(jīng)濟性狀基因的克隆帶來了極大的便利。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了與黃瓜產(chǎn)量、品質(zhì)、抗病性等重要農(nóng)藝性狀相關(guān)的候選基因300多個，已經(jīng)克隆了與產(chǎn)量相關(guān)的性別決定基因（和上海交大合作）、苦味基因和抗黑星病基因，為這些重要性狀的分子育種提供了快捷準(zhǔn)確的工具。
黃瓜有7條染色體，而甜瓜有12條染色體。本研究表明：黃瓜7條染色體中的5條是由甜瓜的12條染色體中的10條兩兩融合而成的，這一發(fā)現(xiàn)解決了葫蘆科染色體進化上一個多年未解的難題。在基因區(qū)域，黃瓜和甜瓜有95％的相似性，和西瓜也有超過90％的相似性。我國瓜類作物的栽培面積在4000萬畝以上，黃瓜的基因組序列將推動所有瓜類作物的生物學(xué)研究和遺傳育種。
植物的維管束系統(tǒng)相當(dāng)與人體的血管，是植物營養(yǎng)運輸和長距離信號傳導(dǎo)的主要通道。黃瓜是維管束研究的模式系統(tǒng)。黃瓜基因組研究首次揭示了800個與維管束功能相關(guān)的基因，并且發(fā)現(xiàn)它們所在的基因家族在低等植物向高等植物進化的過程中得到了擴增。
在基因組測序完成的基礎(chǔ)上，國際黃瓜基因組計劃進入下一個階段，將系統(tǒng)地研究黃瓜種質(zhì)資源的遺傳多樣性和黃瓜基因表達及調(diào)控的特性，將克隆主要的經(jīng)濟性狀基因，開發(fā)廉價快捷的分子育種工具，推動基因組的研究成果直接應(yīng)用到優(yōu)良新品種的培育上。
