“橘生淮南”日本科学家对中国柑橘属水果进行基因分析

冲绳科学技术研究生院的研究人员说，对中国柑橘家族水果的基因分析揭示了从中国南方山区到冲绳市场的复杂过程。

　　

 

   

冲绳小柑橘，成熟的冲绳小柑橘呈黄色，多用于制造甘甜美味的果汁等加工品。未成熟的冲绳小柑橘酸似柠檬，做佐料滴在烤鱼上美味倍增。也可与酱油混合制成橙醋。

 

• 柑橘类水果具有重要的商业价值，但它们的多样性是如何产生的一直是个谜

• 研究人员分析了东亚品种的基因组，在琉球群岛发现了第二个多样性中心，此前已知的第一个多样性中心位于中国南部山区

• 他们发现了一种新的柑橘品种，原产于冲绳，大约在200万年前琉球群岛与亚洲大陆分离时出现

• 其他来自冲绳和日本大陆的柑橘，包括冲绳shiikuwasha和tachibana，都是这种新发现的野生品种与亚洲大陆不同品种的杂交品种

• 这项研究可能具有商业意义，并打开了创造其他具有有利性状的杂种的潜力

 

柑橘类水果以其美味和健康的特点在世界各地都很受欢迎。在日本，小小的shiikuwasha和装饰性tachibana具有特殊的文化和历史意义。然而，这两个品种和其他东亚柑橘的起源一直是个谜，直到现在。

在一项发表在《Nature Communications》杂志上的新研究中，来自冲绳科学技术研究生院(OIST)的科学家和来自其他研究所的合作者分析了来自东亚mandarin家族的69个基因组，以及他们在亚洲大陆的亲戚，揭示了一个广泛的隔绝、长途旅行和杂交。

故事始于中国南部的湖南省，这里是野生柑橘多样性的中心，也是最著名的柑橘的遗传来源。当科学家们重新分析先前公布的基因组数据时，他们意外地发现，这个山区的野生桔子分为两个亚种。

加州劳伦斯伯克利国家实验室(Lawrence Berkeley National Laboratory)的研究合作者Dr. Guohong Albert Wu说:“我们发现，这些柑橘亚种中的一个可以产生与母亲基因相同的后代。像许多其他植物一样，野生柑橘通常是在父亲的花粉与母亲的卵子结合时进行繁殖的，在种子中混合了来自父母双方的基因。但我们在中国南方的Mangshan发现了一种野生桔子的亚种，这种桔子的种子含有一模一样的母亲的DNA，没有父亲的任何输入。因此，种子长成了母树的克隆体。”

回到冲绳，研究人员更仔细地研究了一种奇怪的类似shiikuwasha的柑橘，这种柑橘能结出小而酸的果实，由于没有什么商业价值，一直被当地农民忽视。令他们惊讶的是，他们发现这种奇怪的柑橘代表了一种以前从未被描述过的物种，他们将其命名为 Ryukyu mandarin，或者更正式的Citrus ryukyuensis。与众所周知的无性繁殖的shikuwasha不同(就像Mangshan的亚种)，新物种总是有性繁殖。

值得注意的是，研究人员发现，所有的shiikuwasha都是一种非常特定类型的杂种——一个亲本来自当地的琉球种（Ryukyu），另一个来自亚洲大陆。令人惊讶的是，所有的shiikuwasha都有同一个大陆mandarin父母，这意味着所有的shiikuwasha都是同父异母的兄妹。

他们得出的结论是，数万年前，亚洲大陆上的官员通过人类或自然方式被运送到后来成为琉球群岛的土地上。在那里它与当地的琉球柑橘交配。研究人员将这种亚洲大陆mandarin的祖先追溯到Mangshan，在那里它获得了无性繁殖的能力。这种能力遗传给了它的后代。

因此，今天在冲绳市场上发现的所有shiikuwasha品种都是这种交配的后代，并进行无性繁殖，使像金色shiikuwasha这样稳定的品种得以代代相传。

那么tachibana和其他东亚mandarin又如何呢?

OIST分子遗传学博士后Chikatoshi Sugimoto博士解释说:“它们都是杂交品种!tachibana的谱系似乎也起源于新发现的琉球种和另一种来自中国的mandarin，但它的诞生地可能是现在的日本大陆。”

他们不仅发现了shikuwasha和tachibana的基因模式，研究人员还发现了另一个同父异母的兄弟家族，包括各种传统的Ryukyu品种——oto, kabuchii, tarogayo，和其他未命名的柑橘属。这一家族现在被研究人员称为“yukunibu”(冲绳当地语言中的酸柑橘)，比shikuwasha和tachibana要年轻得多。它产生于著名的kunenbo——也是温州蜜柑之父——与当地的琉球mandarin杂交。大约4-500年前，kunenbo通过海上贸易从印度支那带到冲绳。与shiikuwasha和tachibana的大陆父母一样，由于其遥远的Mangshan血统，它也能够通过种子克隆自己，并将这一特性遗传给了它的后代。

OIST分子遗传学部门的首席研究员Dan Rokhsar教授总结道:“解开柑橘多样化的故事及其与该地区生物地理的关系是一件很有趣的事情。但它也可能有商业价值。还有其他可能的混合类型吗?我们能否创造出新的杂交品种，使其更能抵御疾病或干旱，或者具有其他理想的特性?通过回顾过去，我们可以为未来创造各种可能性。”

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原文检索：10.1038/s41467-021-24653-0