科技日报记者 马爱平 通讯员 马昕怡 肖华
北京时间6月6日，国际顶级学术期刊《美国国家科学院院刊》在线发表了中国农业科学院深圳农业基因组研究所周永锋课题组在葡萄群体遗传学与育种领域的最新研究成果“葡萄驯化过程中适应与不适应的基因渐渗”。该研究首次利用机器学习手段，结合溯祖模拟、正向模拟和进化保守性等群体遗传学方法揭示了葡萄风味的形成机制，解析了驯化对葡萄基因组的影响，进一步阐明了葡萄的驯化历史。
千百年来，人们为何对葡萄酒如此痴迷？决定葡萄酒的风味因子究竟是什么？为何源于欧洲的酿酒葡萄品种更为流行？
研究人员基于深入的群体基因组学分析，发现这与来自欧洲野生葡萄的基因渐渗（即等位基因从一个物种或种群向另一个物种或种群的流动）密切相关。研究人员分析了包括主要栽培品种、野生葡萄在内的三百多份重测序数据，对群体间的分化历史、渐渗强度和时间进行了准确详尽的研究，采用溯祖模拟，不仅再次印证葡萄驯化的一万多年历史，更进一步地细化了欧洲、近东地区野生葡萄和鲜食、酿酒葡萄之间的驯化和分化历史。
基于溯祖模拟推测的葡萄群体间的分化和渐渗历史
研究发现在近两千年，栽培葡萄尤其是酿酒葡萄与欧洲野生葡萄有持续的基因交流（即杂交过程）。基于机器学习的群体遗传分析，研究发现在整个酿酒葡萄基因组上1.82%的区域来自欧洲野生葡萄的渐渗，而这些区域富集到多种代谢途径基因，表明欧洲野生葡萄对酿酒葡萄的香味等性状产生了重要影响。
正向模拟渐渗片段在异交或克隆繁殖下的变化过程及其适合度影响
《美国国家科学院院刊》审稿人评价，该研究非常有意义，在葡萄的起源、时间和渐渗事件上发表了重要成果，同时从适应和不适应的角度，在野生葡萄向栽培葡萄的渐渗上提供了新的见解。渐渗导致的适应和不适应的相互作用不仅与葡萄有关，也与许多其他植物和动物有关，可以进一步应用在葡萄生物学研究和基因组设计育种中去。
（中国农业科学院深圳农业基因组研究所供图）
