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北京时间2023年10月2日
《自然•遗传学》杂志在线发表了
华中农业大学园艺林学学院
果蔬园艺种质创新与利用全国重点实验室
徐强教授团队的研究论文
揭示了柑橘属和柑橘亚科的起源和演化历程
绘制了柑橘亚科的泛基因组图谱
鉴定了调控柑橘果实柠檬酸积累的关键基因
对认识植物果实积累柠檬酸的分子调控机制具有重要科学意义
为果实风味育种提供了重要基因资源
Nature Genetics | 华中农大柑橘团队揭示柑橘属和柑橘亚科植物起源并鉴定调控果实柠檬酸积累的关键基因
柑橘亚科形态丰富的果实
柑橘亚科的系统进化和传播路线
基因编辑敲除CitPH4基因显著降低柑橘果实柠檬酸含量
2018年前后，美国主导的团队在《自然》杂志上发表研究成果，明确提出柑橘起源于喜马拉雅东南麓。这个学说引起了华中农业大学园艺林学学院、果蔬园艺种质创新与利用全国重点实验室徐强教授的关注。他们开始按图索骥，致力于从学理学术上为柑橘原产于中国“正名”……“喜马拉雅东南麓这个说法值得怀疑，至少不精确。”“值得用野生材料加基因组学的研究范式进行再考察。”“我觉得我们可以更加客观地把柑橘起源的故事讲清楚。”……博士生黄跃清楚地记得，发现这个“漏洞”时，他正和徐老师赶去云南的火车上。师徒二人在火车的小桌板上架起电脑，打开了一幅古大陆板块移动模型以及中国柑橘资源的分布图，开始细细琢磨起来。如果要推算这次“正名”时间，可能还要追溯到2013年前后。彼时，邓秀新院士就曾多次带领徐强等深入南方柑橘分布地区，遍访古树、寻找资源。邓秀新叮嘱道：“好好搜集鉴定一下，如此大规模野生柑橘资源可以作探源研究材料。”说干就干，回到武汉，团队拟定了详细的研究计划。黄跃、徐远涛和团队成员开始一起着手资源和数据收集，通过和云南农科院热带亚热带经济作物所、湖南农科院园艺所等单位合作，深入云南、湖南、广西、四川、江西等我国南方柑橘分布地区，寻找古树、寻访老农、采集资源。经过长时间合作，如今已经和云南、湖南等地科研人员还有果农建立了友谊和伙伴关系，这层友谊也显著提升了野生资源采集和观测的效率。徐远涛清楚记得，有一次打听到云南瑞丽一带有项目研究缺少的珍贵材料，徐强立马从武汉坐飞机到保山，在合作伙伴带领下驱车三个小时到达野生资源分布区，徒步爬山搜寻2个多小时，终于找到需要的样品。整个项目过程中，团队陆陆续续收集了300多份资源，其中部分野生、近缘种资源在研究中发挥了至关重要的作用。越研究越有意思。在一次采样过程中，团队偶然获得了几个珍贵的柑橘近缘属果实，品尝后，大家发现这些果实的风味和预期完全不一样——它们几乎没有柑橘果实特有的酸味。“大家经过简单讨论，认为这些近缘种和柑橘属的果实风味在进化种发生了分化！”为了深入探究这一现象，黄跃询问了课题组专攻柠檬酸和代谢研究方向的何佳鲜和郑伟康，几人一拍即合，打算共同研究这个现象。这个意外的“副产品”成为后面研究成果的一个亮点。“更正、更正、再更正，否定、否定、再否定。最多的时候一天改了6、7个版本，最后成果发表时，发现柑橘传播模型文件夹里面已经有50多个修改版本！”黄跃说，后期资料整理相当费时费力，必须结合实验数据，反复查阅核对文献。为此，他们形成了固定的工作机制和团队。每天，他们都会在网络群组中随时抛出观点、提出问题、碰撞思想，他们会约定每周六上午九点交流进展，讨论问题及解决方案，反复论证数据分析结果，凝练研究思路……经过艰辛地探索，他们解析了全球312份柑橘亚科种质资源的全基因组数据，推测古印度板块可能是柑橘亚科的起源中心，中国南部则可能是柑橘属的初生起源中心，而喜马拉雅山东南麓和澳大利亚及附近岛屿则是柑橘的两个次生分化中心。“淮海惟扬州，厥包橘柚锡贡。”这场“正名”似与2000多年前《尚书·禹贡》描述中国柑橘栽培史暗合，它们跨越时空而“重逢”。走进徐强团队的实验室，青春气息扑面而来。他们说，实验室“三喜临门”：一是中秋国庆之喜，二是黄跃新婚之喜，三是实验室新刊之喜。取得本次科研成果是实验室“穷理致知，反躬实践”的一个最好“脚注”。“实验室的团结奋斗是最动人的！” 徐远涛说。在他看来，自己从一个“萌新”成长为团队的一名“干将”，得益于勤奋和刻苦，更得益于徐老师的言传身教。“咱们实验室每天都会‘八卦’一下徐老师昨天的工作时长，昨晚究竟休息了几个小时……”黄跃笑着说，这就是实验室的奋斗记忆，“由甲同学提出今天最早与徐老师聊课题的时间为7:30；由乙同学说一下晚上与徐老师道别的时间为23:30……才发现不算上下班和吃饭，他今天至少工作了12个小时……”“做科研一定要有冲劲儿，要讲效率，不能慢。”徐强经常告诫团队师生，而他自己也是这样地坚守的。上午在北京开会，下午赶飞机去云南学术报告，晚上“红眼航班”回武汉，第二天早上7点准时到办公室与学生聊科研进展……这样的拼劲闯劲深刻影响着实验室的每位同学。科研有时候也会“返璞归真”。何佳鲜同学是研究柑橘果实酸度的调控机制的，每次测定果实或者叶片的酸度都是通过酸度计或者其他精密仪器进行测定，记录下酸含量具体的数据。一次，徐老师干脆亲自尝了柑橘和拟南芥再测定，于是“先尝为敬”成了实验室不明文的规定。设备是忠实的，但人的体验更加灵动、更具创新，这或许就是科研的方法论。柑橘是全球和我国最重要的果树之一。2022年中国柑橘种植面积超过4500万亩，产量超过5500万吨，柑橘产业在国民经济发展和乡村振兴事业中发挥重要作用。团队的师生希望继续努力，把科研成果转化为种质资源，赋能中国种业安全和乡村振兴……“好，不如更好。”徐强说。如果今天的研究成果是98分，那么团队还要争取向更难、更高质量的100分冲刺！
编辑/审核：Andy
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