西瓜表皮的顏色和花紋，究竟有什么奧秘？西瓜籽為何有黑色也有淺黃色？西瓜蔓怎么那么長(zhǎng)？
近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹(shù)研究所劉文革團(tuán)隊(duì)在西瓜重要農(nóng)藝性狀的遺傳定位方面取得重要進(jìn)展，對(duì)西瓜果皮顏色、種皮顏色和節(jié)間長(zhǎng)短3個(gè)性狀的重要功能基因進(jìn)行了挖掘和功能分析，闡述了其遺傳和分子機(jī)理，并開(kāi)發(fā)了分子標(biāo)記。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《理論與應(yīng)用遺傳學(xué)》《植物科學(xué)前沿》和《國(guó)際分子科學(xué)雜志》上。
在基因?qū)用娣治鑫鞴?/strong>
據(jù)介紹，該團(tuán)隊(duì)利用雜交分離群體成功定位到控制這3個(gè)性狀的基因。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)西瓜果皮顏色由單基因控制，深綠對(duì)淺綠為顯性，該基因位于8號(hào)染色體上；控制西瓜種皮顏色的基因是3號(hào)染色體上一個(gè)編碼多酚氧化酶蛋白的基因，黑色種皮相對(duì)于淺黃色種皮為顯性；控制節(jié)間長(zhǎng)短的基因是位于9號(hào)染色體上的一個(gè)編碼赤霉素3β-羥化酶蛋白的基因。
找到控制這三個(gè)性狀的基因之后，科學(xué)家們又通過(guò)實(shí)驗(yàn)，揭示了基因是如何調(diào)控這三大性狀的，以及它們?nèi)绾芜z傳。
中國(guó)是世界上西瓜栽培和生產(chǎn)第一大國(guó)，西瓜的育種、生產(chǎn)影響著眾多的生產(chǎn)者和消費(fèi)者。而果皮顏色、種皮顏色、節(jié)間長(zhǎng)短是西瓜育種中具有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值的農(nóng)藝性狀，對(duì)提高西瓜品質(zhì)和產(chǎn)量、減少栽培管理成本等，都具有積極的作用。
西瓜為什么有花紋，三大性狀各有作用
三大農(nóng)藝性狀受基因控制，它們又各有什么樣的作用呢？
翠綠中帶有條紋或花紋，是人們對(duì)西瓜皮普遍的印象，隨著西瓜品種的豐富，西瓜皮的顏色也變得越來(lái)越多，有綠色、黑色、黃色等，基因研究發(fā)現(xiàn)了顏色形成的機(jī)制。但為什么會(huì)形成這樣的顏色呢？
西瓜果皮顏色性狀相關(guān)基因的定位及分析。中國(guó)農(nóng)科院供圖
劉文革說(shuō)，“大多數(shù)水果的表皮顏色都很漂亮，其目的是吸引動(dòng)物去吃它，從而把它的種子帶到遠(yuǎn)處，傳播開(kāi)來(lái)。和西瓜相近的甜瓜，顏色更豐富、漂亮，也是如此。除此之外，我們發(fā)現(xiàn)，顏色對(duì)西瓜的品質(zhì)，可能也有一定的影響，比如黑、綠色的西瓜，表皮中含有的葉綠素更多，可能更好地進(jìn)行光合作用，從而提升西瓜的品質(zhì)。我們找到控制果皮的基因，就能夠通過(guò)技術(shù)手段，選育出表皮顏色不同的西瓜，一方面適應(yīng)消費(fèi)者不同的喜好，一方面也有可能在提升品質(zhì)方面有所幫助?！?/p>
西瓜的種子表皮并非都是黑色的，也有白色的，這在育種中有重要的作用，劉文革說(shuō)，“比如我們要培育無(wú)籽西瓜的品種，用黑色種皮的種子雜交，可能會(huì)出現(xiàn)著色癟子，效果不好，那就改用白色種皮的種子”。
西瓜蔓節(jié)間長(zhǎng)短是一個(gè)怎樣的概念？又有怎樣的影響？劉文革說(shuō)，“簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，可以看做是瓜蔓的長(zhǎng)度，西瓜的瓜蔓很長(zhǎng)，有的長(zhǎng)達(dá)幾米，這就意味這它占地更大。我們發(fā)現(xiàn)了一些短節(jié)間的西瓜品種，這可以幫助我們培育短蔓西瓜，提高密植程度，從而提高產(chǎn)量?，F(xiàn)在有些大棚里把瓜蔓吊起來(lái)，也是為了節(jié)省土地，但只有小西瓜能用，大西瓜還是吊不起來(lái)”。
西瓜種皮顏色基因的定位與分析。中國(guó)農(nóng)科院供圖
外觀可以幫助挑瓜嗎
三大性狀都是人可以直接觀察到的，其中，除了瓜蔓長(zhǎng)在地里，只有種植者看到之外，果皮顏色、種皮顏色都是消費(fèi)者可以看到的。那么，了解這些性狀，對(duì)消費(fèi)者挑瓜有幫助嗎？
如何挑選一個(gè)熟得恰到好處的西瓜？可能很多人都有買(mǎi)西瓜時(shí)拍一拍的經(jīng)歷，盡管未必真懂得挑瓜。在過(guò)去，也有觀點(diǎn)認(rèn)為，靠拍一拍來(lái)挑瓜，其實(shí)并無(wú)道理，不能真的挑出好瓜。
那么，到底能不能僅憑外觀、聲音等挑瓜呢？
劉文革表示，“這是可以的。西瓜的成熟度不同，果肉的密度就不同，敲擊不同密度的物體，聲音是有區(qū)別的。習(xí)慣也是如此，生的時(shí)候果肉密度大，熟大了，里面可能就空了，有一定經(jīng)驗(yàn)的，確實(shí)可以通過(guò)聲音，做出大致的判斷。經(jīng)驗(yàn)比較少的人，也有簡(jiǎn)單的竅門(mén)。舉個(gè)例子，敲自己的頭，聲音相近的，是生的。敲自己的胸膛，聲音相近的就熟了，敲肚子，聲音相近的，是熟大了”。
除了聽(tīng)覺(jué)之外，視覺(jué)、觸覺(jué)也能幫助人挑瓜，劉文革介紹，“生瓜和熟瓜的觸覺(jué)感受不一樣，西瓜剛結(jié)果時(shí)，外表有一層絨毛，可以理解為胎毛，學(xué)名叫剛毛。隨著西瓜長(zhǎng)大，慢慢消失。所以熟的西瓜摸起來(lái)表面很光滑，如果不那么光滑，可能就是沒(méi)熟好。視覺(jué)上，主要看亮度，熟西瓜表皮光滑，會(huì)顯得很亮，不管黑色的、綠色的還是黃色的，都是如此。生的表皮不夠光滑，顏色相對(duì)就暗淡一些”。
