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？
近日，中國農業科學院鄭州果樹研究所劉文革團隊在西瓜重要農藝性狀的遺傳定位方面取得重要進展，對西瓜果皮顏色、種皮顏色和節間長短3個性狀的重要功能基因進行了挖掘和功能分析，闡述了其遺傳和分子機理，并開發了分子標記。相關研究成果在線發表在《理論與應用遺傳學》《植物科學前沿》和《國際分子科學雜志》上。
在基因層面分析西瓜
據介紹，該團隊利用雜交分離群體成功定位到控制這3個性狀的基因。研究結果發現西瓜果皮顏色由單基因控制，深綠對淺綠為顯性，該基因位于8號染色體上；控制西瓜種皮顏色的基因是3號染色體上一個編碼多酚氧化酶蛋白的基因，黑色種皮相對于淺黃色種皮為顯性；控制節間長短的基因是位于9號染色體上的一個編碼赤霉素3β-羥化酶蛋白的基因。
找到控制這三個性狀的基因之后，科學家們又通過實驗，揭示了基因是如何調控這三大性狀的，以及它們如何遺傳。
中國是世界上西瓜栽培和生產第一大國，西瓜的育種、生產影響著眾多的生產者和消費者。而果皮顏色、種皮顏色、節間長短是西瓜育種中具有重要經濟價值的農藝性狀，對提高西瓜品質和產量、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越多，有綠色、黑色、黃色等，基因研究發現了顏色形成的機制。但為什么會形成這樣的顏色呢？
西瓜果皮顏色性狀相關基因的定位及分析。中國農科院供圖
劉文革說，“大多數水果的表皮顏色都很漂亮，其目的是吸引動物去吃它，從而把它的種子帶到遠處，傳播開來。和西瓜相近的甜瓜，顏色更豐富、漂亮，也是如此。除此之外，我們發現，顏色對西瓜的品質，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，可能更好地進行光合作用，從而提升西瓜的品質。我們找到控制果皮的基因，就能夠通過技術手段，選育出表皮顏色不同的西瓜，一方面適應消費者不同的喜好，一方面也有可能在提升品質方面有所幫助。”
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，“比如我們要培育無籽西瓜的品種，用黑色種皮的種子雜交，可能會出現著色癟子，效果不好，那就改用白色種皮的種子”。
西瓜蔓節間長短是一個怎樣的概念？又有怎樣的影響？劉文革說，“簡單來說，可以看做是瓜蔓的長度，西瓜的瓜蔓很長，有的長達幾米，這就意味這它占地更大。我們發現了一些短節間的西瓜品種，這可以幫助我們培育短蔓西瓜，提高密植程度，從而提高產量。現在有些大棚里把瓜蔓吊起來，也是為了節省土地，但只有小西瓜能用，大西瓜還是吊不起來”。
西瓜種皮顏色基因的定位與分析。中國農科院供圖
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，除了瓜蔓長在地里，只有種植者看到之外，果皮顏色、種皮顏色都是消費者可以看到的。那么，了解這些性狀，對消費者挑瓜有幫助嗎？
如何挑選一個熟得恰到好處的西瓜？可能很多人都有買西瓜時拍一拍的經歷，盡管未必真懂得挑瓜。在過去，也有觀點認為，靠拍一拍來挑瓜，其實并無道理，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，聲音是有區別的。習慣也是如此，生的時候果肉密度大，熟大了，里面可能就空了，有一定經驗的，確實可以通過聲音，做出大致的判斷。經驗比較少的人，也有簡單的竅門。舉個例子，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”。
除了聽覺之外，視覺、觸覺也能幫助人挑瓜，劉文革介紹，“生瓜和熟瓜的觸覺感受不一樣，西瓜剛結果時，外表有一層絨毛，可以理解為胎毛，學名叫剛毛。隨著西瓜長大，慢慢消失。所以熟的西瓜摸起來表面很光滑，如果不那么光滑，可能就是沒熟好。視覺上，主要看亮度，熟西瓜表皮光滑，會顯得很亮，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，顏色相對就暗淡一些”。
