◎本報記者 趙漢斌

　　作為水果和釀酒原料，葡萄始終與人類文明相伴而行。但葡萄何時起源、馴化以及如何傳播，一直是困擾世界科學家的問題。

　　近年來，云南農業大學在葡萄栽培技術、病蟲害防治、遺傳資源等研究領域聚焦攻關，再次取得重大突破，相關研究成果以《葡萄演化中的雙重馴化和性狀起源》為題，發表在3月3日的《科學》期刊上。這是聯合了17個國家的78位科學家開展的大型國際合作項目，云南農業大學教授董揚等為第一作者，云南農業大學副教授陳瑋、教授盛軍等為通訊作者；此外，云南農業大學博士朱怡凡等年輕科學家也參與其中。

　　該期《科學》還同步刊發了題為《葡萄的兩次馴化》的評論文章，對這項研究進行了介紹，并給予高度評價。

　　葡萄改良呼喚大規模基因組遺傳變異數據

　　“葡萄是一種重要的水果，是全球綜合產值最大的經濟作物之一，具有重要的經濟、社會和文化價值，研究歷史悠久。”董揚向科技日報記者介紹，葡萄屬植物還有約60種可生育的野生種。在世界溫帶地區的原生棲息地，野生葡萄品種在北美約有28種，在東亞約有30種。盡管葡萄栽培在人類歷史中具有重要的文化內涵和經濟價值，但大規模基因組遺傳變異數據缺乏，導致無法解析其馴化傳播歷史，也嚴重阻礙了葡萄的性狀改良。

　　學術界在葡萄的起源問題上一直存在爭議，2019年董揚團隊提出泛黑海起源理論，并且推測栽培葡萄起源時間約為7500年前，并發現了多個葡萄優良性狀的控制基因。相關成果引起了國外葡萄研究者的強烈興趣。

　　“在云南省科技廳、云南農業大學、云南生物資源保護與利用國家重點實驗室、云南省生物大數據重點實驗室支持下，云南農業大學聯合全球多個國家的70多位科學家，展開了共同攻關研究。”盛軍介紹，在董揚團隊牽頭下，研究人員迅速匯集全球約5000份葡萄遺傳資源，在疫情期間堅持工作，完成了迄今為止植物領域最大的基因組分析工作，繪制了栽培葡萄野生種的參考基因組，解析了4000多份葡萄遺傳資源的基因組多樣性信息，開發了大量的數據分析方法。

　　“經過3年時間，研究團隊全面解析了葡萄的起源、馴化和傳播問題，厘清了學術界的多個爭議，形成了葡萄起源和遷徙的一致觀點，改寫了葡萄研究的教科書，構建了可供葡萄育種的基因組、表型大數據體系，研究貫穿了葡萄人工選育—改良的整個過程。”陳瑋說。

　　跨國研究解決了一系列重要科學問題

　　“研究中，我們解決了一系列重要科學問題。”董揚說，“我們首先闡明了栽培葡萄起源的時間大約在11000年前，表明葡萄是世界上最早被馴化的水果；同時，揭示栽培葡萄馴化中心有兩個，為‘雙起源中心’模式，糾正了科學界以前的‘單起源中心’理論。研究還證明釀酒葡萄和鮮食葡萄在不同區域同時起源，且起源初期遺傳背景具有顯著差異，解決了學術界在鮮食葡萄和釀酒葡萄起源問題上長達數百年的爭議。”

　　此外，研究團隊還構建了覆蓋所有栽培葡萄遺傳資源的高精度親緣關系譜系圖，為葡萄品種的分子設計和精準育種提供了科學依據；發現了大量的葡萄人工馴化性狀控制基因，找到了釀酒葡萄和鮮食葡萄人工馴化的特征基因，為葡萄功能基因組學研究和育種提供了遺傳素材；結合人類活動、歷史氣候變遷等因素，繪制了葡萄起源和人工馴化、改良的全景圖。

　　此前，盛軍和董揚教授團隊通過分析472個葡萄資源，繪制了48個葡萄屬物種的進化圖譜，解析了葡萄歷史種群大小變化的特征，研究論文于2019年發表在《自然·通訊》；隨后，研究團隊構建了全球首個葡萄多組學綜合數據庫，這也是我國首個葡萄遺傳資源的原創性數據庫，為這種“一帶一路”典型作物的協同研究提供了重要工具，相關研究論文于2020年發表在《分子植物》。

　　“葡萄是重要的經濟作物，同時也是東西方文化融合發展的象征。通過國際化聯合攻關，該研究為開展‘一帶一路’沿線國際科學研究合作提供了案例，也為我國生物多樣性研究提供了新的范本。”董揚說。

　　基于這些數據，云南農業大學葡萄研究團隊正推進后續工作，通過泛基因組技術對葡萄的經濟性狀控制基因進行全面解析；通過進化與功能組學研究，挖掘葡萄重要經濟性狀控制的優勢基因；通過古DNA測序技術，深挖葡萄在馴化后改良、傳播擴散的問題；通過開發葡萄育種芯片和建立葡萄基因組，助力育種技術創新等工作，并形成一系列重要科研和應用成果。