他们，如何让甜橙“重获新生”
作为世界上栽培面积广、最常见的柑橘品种之一，甜橙以其甜美多汁的口感和丰富的营养价值深受消费者喜爱。然而，它的遗传背景却十分单一，遗传多样性低导致其对环境特别是重大病害敏感，使得它在面对病害时显得尤为脆弱，尤其是黄龙病和溃疡病等毁灭性病害。
▲3月5日，研究成果“Origin and de novo domestication of sweet orange”（《甜橙起源与从头驯化》）在《自然•遗传学》（Nature Genetics）杂志发表
为了解决这个问题，华中农业大学果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室徐强教授研究团队历经十余年的不懈努力，不仅揭开了甜橙起源的神秘面纱，明确了甜橙的起源；还基于对甜橙物种起源和驯化的认识，构建了基于基因组信息指导的从头驯化分子育种策略并获得了抗溃疡病的优质柑橘新品系，取得了从基础理论到育种应用的重要进展。
3月5日，这项研究成果在《自然•遗传学》杂志在线发表。这一突破不仅让甜橙“重生”，更为全球柑橘产业的可持续发展提供了新的思路。
身世：从猜想质疑到破解谜团
甜橙的起源问题不仅关乎学术争议，更与其品种如何精准改良相关。
2012年，邓秀新院士团队自主完成了全球首例芸香科植物基因组图谱——甜橙基因组图谱，甜橙起源问题由此成为团队关注重点。
甜橙被认为是橘和柚的种间杂交后代，但具体起源过程说法不一。2013年，邓秀新院士的学生徐强在走访南方柑橘产区后，提出甜橙起源于中国的猜想。为了验证这一猜想，研究团队踏上了漫长的探索之路。
▲徐强教授与学生刘胜军（中）、徐远涛（左一）在果园（徐行 摄）
2021年，徐强研究团队在湖南发现一种高酸的甜橙，经基因组分析，证实其可能是甜橙驯化前的原型，并推测甜橙起源于我国南方。
为进一步明确起源，团队继续野外调查，收集并测序了118个野生和地方品种、76个栽培品种以及32个杂交材料，这些宝贵的样本为后续研究提供了坚实的基础。
由于柑橘是杂合二倍体，不能用传统方法推断亲缘关系。团队借鉴人类亲缘关系鉴定方法，在群体单倍型水平进行分析。博士研究生刘胜军说，这就像是给每个柑橘样本贴上“基因条形码”，通过高分辨率的基因组分析，借助计算机强大计算能力，推算它们之间的亲缘关系。这个过程就像是在庞大的基因数据库里玩一场“连连看”游戏，只不过这场游戏更加复杂和严谨。
▲甜橙的起源模型（论文截图）
经过反复比对和分析，团队终于明确甜橙来源于“酸橙（野生柑橘）× 椪柑（现代栽培柑橘）”，由此解开了甜橙的“身世之谜”。
育种：从从头驯化到品种焕新
2018年暑期，徐强面向来自全国各地高校参加果树学暑期兴趣班的同学们作了一场报告，提到了“甜橙起源尚不明确”“柑橘产业迫切需要进行抗性改良”等话题，引起了台下刘胜军的关注。交流后，刘胜军坚定了报考徐强老师研究生的决心。
▲博士研究生刘胜军果实横纵茎测量（徐行 摄）
2019年，刘胜军如愿加入徐强教授课题组，参与实验室育种基地管理。结合基地管理的心得以及研究的课题，他和师兄徐远涛等提出将野生资源抗性引入甜橙以减少溃疡病危害的想法，得到了徐强支持。
▲徐强教授为研究团队勾勒“蓝图”（徐行 摄）
“要实现这个想法，需要从源头开始，模拟甜橙的起源过程开展从头驯化工作，通过有性过程极大丰富遗传多样性，再通过无融合生殖及嫁接手段固定优良基因型，从而建立快速从头驯化的分子育种途径……”徐强清晰地为研究团队勾勒出了研究的蓝图。
研究团队成员分工合作，参与分子技术研发，实现了对甜橙从头驯化的全过程。他们筛选抗溃疡病的野生柑橘资源和植物源代谢物，运用从头驯化分子育种途径，培育出“华橘橙2号”和“华橘橙3号”等新品系。
“华橘橙2号”保留了商业甜橙风味，具备显著的溃疡病抗性，而“华橘橙3号”不仅抗病，还高糖高酸、挂果时间长、风味浓郁等优良特性。这些新品系为柑橘产业提供了新选择，也为育种改良提供了高效精准的手段。
“这个高效育种技术与从头驯化分子育种途径，取得了从基础理论到育种应用的重要进展，甚至可以延伸至其他作物，为更多农作物的快速改良和抗病育种提供了可借鉴的范例。”研究获得成功后，徐强和同学们这样说。
挑战：从满途荆棘到未来可期
“研究注定是一个漫长而充满挑战的过程，需要耐心、坚持和无数次的尝试与突破。”回想这段研究“旅程”，刘胜军感慨道。
在亲缘关系鉴定方法选择初期，因为缺乏可借鉴的方法，团队进展缓慢。徐强为大家提供了很多与国内外学者交流的机会，经过多次试验和调整，团队终于找到适合柑橘亲缘关系鉴定的方法。
▲博士后徐远涛在实验室进行糖酸测定（徐行 摄）
杂交群体子代表型鉴定工作量也大得惊人。团队成员需要仔细记录每一株柑橘的生长情况、果实品质、抗病能力等性状。团队成员分工合作，有的负责田间观察，有的负责数据记录，有的负责实验分析。每个人都坚守在自己的岗位上，相互配合，就像一台精密运转的机器，共同推动着研究的进展。
而最让刘胜军记忆犹新的一件事则是团队成员一起进行果实品质评价。在2020年到2022年三年间的每一个冬季，团队成员都要在一至两个月的时间里穿梭于果园，对几百棵单株进行细致的性状观察、拍照、记录，还要亲口品尝每一个单株的果实。
“吃柑橘自由”这在很多人眼中或许是一种令人羡慕的享受，但真正经历过的团队成员们却有着别样的感受。一开始，品尝试验确实能带来味蕾上的愉悦，可随着品尝数量增多，大家的味觉逐渐变得麻木。但为了筛选潜在的优株，大家没有丝毫抱怨，反而对每一个特殊的单株都充满了期待。
果园里的不同杂交单株果实味道各不相同，有些果实的味道十分奇特，酸、苦、涩等各种滋味交织在一起。每次品尝到独特风味的果实，大家都会兴奋地交流讨论，猜测它背后隐藏的遗传奥秘。“说不定这个酸涩的果子，就藏着让橙子更抗病的神奇基因呢！”
这种勇于挑战、乐观进取的态度，让团队最终筛选出了优质高抗的“华橘橙2号”和“华橘橙3号”等新品系。
下一步，研究团队的目标是培育耐黄龙病的甜橙。同时，进一步探索，把野生柑橘资源中的优异性状引入到现代栽培柑橘中，加速甜橙、柠檬等现代栽培柑橘的育种改良进程。
END
文 | 徐行
编辑 | 徐行
审校 | 匡敏 蒋朝常 晏华华 杨正莲
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原标题：《他们，如何让甜橙“重获新生”》
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网址: 他们，如何让甜橙“重获新生” https://m.huajiangbk.com/newsview2496826.html
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