Nature Communications | 农学院张明方、吕小龙团队揭示东西方饮食文化差异在芹菜的驯化中的影响

　　

饮食文化深刻影响作物驯化方向，考古证据发现了东亚与西亚早期烹饪传统的显著差异。芹菜（Apium graveolens）作为一种全球性重要蔬菜，其东西方驯化差异这一观点提供了新视角：东方烹饪以“熟制、入味”为特色，对苦味耐受度较高；西方则崇尚“生食、本味”，沙拉文化偏好口感温和、叶柄肥厚的类型，这一偏好进而影响了芹菜的不同驯化路径。芹菜主要有三个变种：根用芹菜（var. rapaceum）下胚轴肥厚肉质，深受欧洲地区喜爱；西芹（var. dulce）叶柄粗壮多汁、口感温和，是全球最常见的栽培类型；而东方芹菜（var. secalinum）叶柄细长、辛辣芳香，主要种植于东南亚。然而这些群体间形态与代谢差异背后遗传规律尚待阐明，限制芹菜营养品质的改良与育种。

近日，农学院张明方教授、吕小龙研究员团队在Nature Communications在线发表了题为“East–west divergence and metabolic differentiation in celery domestication”的论文，该研究基于基因组和代谢组学系统探究了芹菜东西群体的形态学和代谢组学差异，为芹菜育种提供了重要参考，也为理解饮食文化如何影响植物基因组演化提供了新视角。

研究团队基于收集的芹菜种质资源及已发表的芹菜重测序数据，构建了包含 305 份材料的芹菜基因组数据库，揭示了明显的东西方种群结构，该结构与地理分布和品种分化相平行，三个主要变种群展现出不同的驯化轨迹。研究鉴定出与驯化相关性状（如叶柄形态和抽薹时间）的关键位点及候选基因，并且与 G1（具有野生型遗传背景特征的群体）相比，这些位点在G4（西芹）中受到的选择作用强于G3（东方芹菜）（图1），这与鲜食西芹驯化改良过程中对较厚叶柄的选择趋势一致。

代谢物分析揭示了芹菜群体间的显著差异：在西方烹饪传统中通常生食的西芹G4相较于 G1 群体，其苦味香豆素和生物碱含量显著降低，这种代谢特征与鲜食偏好相一致（图1）。通过代谢物全基因组关联分析（mGWAS），绘制了 1,552 种代谢物对应的 335,692 个位点，并发现一种已知具有苦味掩蔽作用的物质——高圣草酚，在西芹G4中高度积累。遗传分析阐明了控制其生物合成的关键基因 OMT 以及调控其积累的机制。基于所鉴定的代谢物位点信号，研究者开发了涵盖 13 种主要类别代谢物丰度的基因组预测模型，以辅助芹菜的风味育种。

综上，该研究构建了芹菜的系统代谢组学图谱，所鉴定的与产量、风味及营养相关的代谢产物位点，为精准育种提供了基因组框架，也为未来培育兼具感官吸引力和营养价值的芹菜品种提供支持。此外，该研究还在更广泛的文化框架内，为理解饮食文化如何随时间影响植物基因组提供了有益视角。

东西方芹菜驯化路径及性状差异

农学院博士研究生王陈昊为论文第一作者，农学院吕小龙研究员、张明方教授和宁波微萌种业有限公司吴新胜农艺师为论文共同通讯作者。该研究研究得到了得到了浙江省高层次人才专项支持计划、宁波市重大科技项目和城西创新走廊项目的支持。

原文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-026-76227-7