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张忠华：破译瓜类作物“基因密码”
寰球日报记者 薄克国 通信员 周维维
近日，何梁何利基金2024年度受奖大会在北京举行，青岛农业大学园艺学院院长张忠华解释因破译瓜类作物“基因密码”而荣获“科学与技能立异奖（后生立异奖）”。
动作蔬菜分子遗传育种限度的领军东说念主物，张忠华解释凭借多年的科研积存与立异念念维，在甜瓜和黄瓜等葫芦科作物中最初开展了基于基因组演化和组学大数据等加快功能基因的盘考，大大鼓舞了葫芦科生物学和分子育种的推崇，也为同业盘考提供了新的盘考念念路。
甜瓜是寰球领域内的首要瓜果类作物。2024年以来，张忠华解释团队迎来了甜瓜功能基因组盘考收货的小岑岭，先后在《植物细胞》和《分子植物》等海外首要期刊勾通在线发文，分歧波及葫芦科果实发育共有调控元件、薄皮甜瓜酸味调控、甜瓜果实变苦以及甜瓜遗传育种基因型果决等关联盘考发现，加快了以甜瓜为代表的葫芦科作物生物学和分子育种的推崇，为作念强瓜类种质芯片，端牢“中国饭碗”注入强盛能源。
“黄瓜的基因组相对较小，但其中近30%的区域是由大片断复杂重迭序列构成的着丝粒区域，这一比例远高于水稻和玉米等作物，严重加多了咱们基因组领路的难度。”张忠华先容。面临这一挑战，张忠华主动承担起黄瓜的生物信息学分析的重担。花式时期垂死、任务繁重，他对传统分子象征技能进行了立异性改进，显耀种植了筛选恶果，为黄瓜遗传图谱的构建和基因组序列的领路提供了坚实的复旧。
蝴蝶谷中文娱黄瓜与甜瓜、西瓜、冬瓜、南瓜等瓜类作物在植物分类学上均属葫芦科植物，发祥于共同的先人。张忠华动作主要完成东说念主，最初哄骗第二代测序技能解码了首个蔬菜作物——黄瓜的基因遗传密码，随后又主导或参与了冬瓜、西瓜的全基因组遗传密码领路。
种质资源是盘考农艺性状分子机理的重因素材，亦然育种打破的关节。动作主要组织者，张忠华团队耗时多年聚积了全寰球近6000份具有代表性的黄瓜、甜瓜和冬瓜种质资源，并对这些资源的基因遗传信息进行了系统盘考。盘考发现，与绝大多量作物不异，黄瓜、甜瓜和冬瓜齐履历了驯化、育种更正等经过，尔后传播到不同地域，分化变成了不同的种质资源类群。
张忠华默示：“在驯化更肃肃过中，这些作物发生了多种性状转换，包括果实变大、脱苦、吐花时期提前等。同期，咱们发现这三种作物6000多个基因对应这些性状转换也发生了演化变异，成为盘考这些性状的关节候选基因。”这些发现为植物驯化盘考提供了新学问，也为瓜类种质资源的育种哄骗提供了表面框架。
在黄瓜基因组盘考中，张忠华团队选拔了12个代表性黄瓜种质资源，并完成了染色体水平的基因组拼装。他先容：“咱们对这些基因组序列进行了珍惜相比分析，发现了多个特大DNA片断倒位变异。”这些发现就像是为黄瓜进行了一次全面的“基因体检”，揭示了290万个细小的遗传各别、140万个小的插入或缺失以及5.6万个较大的基因结构变化。张忠华说：“通过这些发现，咱们构建了一个黄瓜基因的全景图。哄骗这张舆图，简略盘考黄瓜的不同特征是若何由基因决定的，就像是找到了门径黄瓜特征的‘开关’。”
华南黄瓜滋味变苦会严重影响市集销售。为贬责这一问题，张忠华团队挖掘盘考关节基因信息，树立了30多个分子象征，并为甜瓜和黄瓜树立了全基因组布景选拔芯片系统，可用于纯种与品种果决、遗传定位等育种限度。现在，这些技能已在中国农科院蔬菜所和山东省农科院等进行了应用，鼓舞黄瓜和甜瓜等育种参预分子缱绻时间。
在此基础上，互助者培育了“蔬研”系列黄瓜品种，得胜贬责了华南黄瓜品种变苦而丧失商品价值的分娩贫乏，并种植了产量九儿 巨乳，累计实行约100万亩，已创造约80亿元的经济价值，赢得了显耀的社会效益。