北京時間6月6日,國際頂級學術期刊《美國國家科學院院刊》在線發表了中國農業科學院深圳農業基因組研究所周永鋒課題組在葡萄群體遺傳學與育種領域的最新研究成果“葡萄馴化過程中適應與不適應的基因漸滲”。該研究首次利用機器學習手段,結合溯祖模擬、正向模擬和進化保守性等群體遺傳學方法揭示了葡萄風味的形成機制,解析了馴化對葡萄基因組的影響,進一步闡明了葡萄的馴化歷史。
千百年來,人們為何對葡萄酒如此癡迷?決定葡萄酒的風味因子究竟是什么?為何源于歐洲的釀酒葡萄品種更為流行?研究人員基于深入的群體基因組學分析,發現這與來自歐洲野生葡萄的基因漸滲(即等位基因從一個物種或種群向另一個物種或種群的流動)密切相關。研究人員分析了包括主要栽培品種、野生葡萄在內的300多份重測序數據,對群體間的分化歷史、漸滲強度和時間進行了準確詳盡的研究,采用溯祖模擬,不僅再次印證葡萄馴化的一萬多年歷史,更進一步地細化了歐洲、近東地區野生葡萄和鮮食、釀酒葡萄之間的馴化和分化歷史。
研究發現在近兩千年,栽培葡萄尤其是釀酒葡萄與歐洲野生葡萄有持續的基因交流(即雜交過程)。基于機器學習的群體遺傳分析,研究發現在整個釀酒葡萄基因組上1.82%的區域來自歐洲野生葡萄的漸滲,而這些區域富集到多種代謝途徑基因,表明歐洲野生葡萄對釀酒葡萄的香味等性狀產生了重要影響。