“90后”考古学者的盘龙城情缘：最爱镇馆之宝绿松石镶金饰件

苹果(píngguǒ)因其脆甜多汁、香味浓郁(nóngyù)、营养丰富，是全球最受人们喜爱且种植最广的水果之一。近日，一项围绕苹果的最新研究(yánjiū)在线发表在《自然-遗传》期刊上：中国农业大学园艺学院韩振海团队联合国内外科学家成功揭示了(le)苹果属(shǔ)数千万年的演化轨迹，绘制出首张苹果属遗传多样性全景图。该期刊配发《研究简述》重点推介，凸显了该研究在苹果属遗传与进化研究中的里程碑意义(yìyì)。 那么，小小(xiǎoxiǎo)苹果的演化轨迹究竟有何特别？揭秘其遗传与进化，将为我国乃至世界苹果的科学育种与产业发展带来什么助益？我们请中国农业大学(zhōngguónóngyèdàxué)园艺学院教授、博士生(bóshìshēng)导师韩振海、李威来说说。 苹果(píngguǒ)生命周期苹果育种有“三难” 很多人可能不知道，如今的苹果其实是“进化+人为选择”的产物。换句话说，苹果是一个拥有(yōngyǒu)复杂身世(shēnshì)的“家族”。 现代栽培的苹果，最早起源于中亚和我国新疆天山一带的野生苹果。在数千年的传播(chuánbō)过程中，苹果一路走向世界，与各种“亲戚”不断“通婚”和“融合(rónghé)”，演变出了现在所看到的诸多品种。这种“混血(hùnxuè)”进化，让苹果不仅(bùjǐn)种类多、口味丰富，还适应了各种各样的环境。正因为身世(shēnshì)太复杂，苹果在育种(yùzhǒng)和研究上遇到了一些“老大难”的问题。 很多育种工作都集中在(zài)“元帅”“金冠”“红富士”“嘎啦”等少数优质(yōuzhì)品种上，久而久之，栽培苹果的抗病(kàngbìng)能力下降、种质变单一。而一些拥有强抗病、耐寒能力的野生苹果品种，却因为研究(yánjiū)不够，没能被充分利用。 苹果树是一种多年生果树，遗传关系复杂，一个性状可能牵涉好多个(duōgè)基因。比如，矮化性状就与激素合成、信号转导、营养(yíngyǎng)运输等(děng)多个调控通路(tōnglù)相关。传统育种就像“蒙着眼睛走迷宫”，又慢又费劲，从开始培育一个新品种到真正种进果园，少说也得20多年。 三是先进技术难以施展(shīzhǎn)拳脚 现代生物技术能做很多事情，如基因定位、精准改良等，但这些优势一旦遇上苹果研究，就很难(hěnnán)真正发挥(fāhuī)出来，根本原因在于“基因组坐标”不够精确。虽然早在15年前(niánqián)苹果参考基因组就已公布，但那只是单一品种的(de)线性(xiànxìng)基因组，只提供了一条固定的参考路径，无法反映苹果属(shǔ)丰富多样的遗传变异。科学家很难找到苹果关键基因的位置，自然就无法轻松组合出理想的苹果性状。 因此，要想让苹果变得更(gèng)好吃、更抗病、更高产(gāochǎn)，就必须从根本上了解它的遗传秘密。这不仅是科技创新的方向，更是保障果农收入、应对气候变化、推动中国果业(guǒyè)升级的关键所在。可以说，未来谁能掌握(zhǎngwò)苹果的“基因钥匙”，谁就能领跑全球苹果种业的新一轮竞争。 研究遗传基因让苹果(píngguǒ)更“抗打” 近年来，全球农业面临着前所未有的双重(shuāngchóng)压力。一方面，天气越来越反常，忽冷忽热、干旱、冻害接连上演；另一方面，病虫害像“升级版(shēngjíbǎn)病毒”一样，不仅范围扩大(kuòdà)、破坏力增强，还越来越难防御。 面对这些情况，怎么才能(néng)让苹果树更“抗打”呢？科学家认为，必须回到“源代码”——研究它的(de)(de)遗传基础和家族多样性背景。比如，苹果有哪些“零件”？怎么控制开花、结果(jiéguǒ)、抗病、变甜？哪些基因能抗病、哪些基因能让果实更香？诸如此类信息，都(dōu)藏(cáng)在苹果的DNA里。对育种专家而言，理解这些基因背后的故事，才能精准“选材造果”，打造出更适应未来气候的新品种。 为了让苹果树(shù)既长得结实(jiēshí)又好打理，科学家非常看重两大特性：一是抗逆性强，无论遇到高温、低温、干旱、盐碱还是虫害、病害，苹果树都能(néng)“扛得住、结得好”；二是适合(shìhé)矮化密植，树不能长得太高、太散，适合用机器采摘、修剪，以便大幅提高果园生产效率。 韩振海教授团队给出了一个方向：从苹果的(de)进化历史(lìshǐ)中找资源。要想为(wèi)苹果打造一套真正抗打又好种的“基因工具箱”，就得(dé)回头去找它的“祖宗”和“亲戚”，看看谁天生带有抗病、抗寒、耐旱的好基因。 研究团队展开(zhǎnkāi)了一场“全球寻宝”：收集了全球30个具有代表性的(de)苹果属植物，从中国东北的山定子(Malus baccata)、栽培种的野生(yěshēng)祖先Malus sieversii，到欧洲的Malus sylvestris、北美的 Malus ioensis……这些野生苹果“亲戚”分布在不同环境中，可能就藏着应对各种挑战的“基因法宝”。只有(zhǐyǒu)把这些野生苹果种尽量多地收进来(shōujìnlái)，才能搭建(dājiàn)出一个(yígè)系统的“抗逆(kàngnì)资源库”，未来的育种工作才能有的放矢。 构建首张苹果属遗传基因全景图(quánjǐngtú) 在农业科技尤其是果树育种领域，想(xiǎng)真正实现科技自主，必须先搞清楚3个最(zuì)基本的问题：作物是怎么来的？它和“亲戚”之间什么关系？还能对它进行什么样的改造和优化？回答这些问题，不能(bùnéng)只盯(dīng)着果子的大小、颜色、口感等表面现象，而是要深入苹果(píngguǒ)家族史的最深层，即前面提到的遗传信息。 研究团队通过对大量苹果属植物进行基因组测序发现，这个家族最早起源于大约5600万年前的(de)亚洲。随着时间推移，它们在(zài)地质和气候的变化中(zhōng)逐渐分化成今天大家看到的多个“亲戚”物种。 2.各种(gèzhǒng)“亲戚”之间啥关系 苹果属内部的(de)成员经常“串门”，也就是种间杂交和基因(jīyīn)(jīyīn)交流。这种“你中有我、我中有你”的演化模式，让苹果的遗传背景变得异常复杂。研究(yánjiū)团队通过构建“家谱关系图”，厘清了各物种之间的亲缘关系，也找到了很多“基因混血”的证据。 3.遗传多样性让适应力(shìyìnglì)更强 苹果属植物在(zài)外形(wàixíng)、风味上的五花八门，是由遗传层面上的多样性(duōyàngxìng)控制的。研究发现，这些多样性多数源于基因组中大范围的“结构变异”，比如，一段DNA被删除、复制或倒转了。这些变异就像是苹果进化之路上的“基因突袭事件”，让它(tā)具备了更强的适应能力和(hé)独特性状。 为了(wèile)更完整地展示(zhǎnshì)苹果的(de)遗传全貌，研究团队构建了世界首个苹果属“图形泛(fàn)基因组”。简而言之，传统基因组就像一条笔直的“铁轨”，只能看到一个代表品种的遗传蓝图；而“图形泛基因组”就像一张立体的地铁线路图，能同时展示多个品种、物种之间的不同，真正还原(huányuán)苹果属的复杂性和多样性。 这张“立体图”就像是苹果(píngguǒ)属的(de)基因全景图，里面囊括了几十个野生和栽培品种，记录了上万个(shàngwàngè)遗传变异。它不仅能告诉我们一个基因有没有、在(zài)哪里，还能展示这个基因在不同物种中是怎么变化的。有了这张图，科学家不再是“盲人摸象式”的育种，而是带着地图、有目标地“设计苹果”。该研究成果在未来有很多应用前景。比如，可以打造又矮又抗逆(kàngnì)的新型砧木，满足密植(mìzhí)果园和机械化管理的需要；培育更耐储藏、耐运输、抗病虫害的优质苹果品(guǒpǐn)种，提升果品竞争力；适应极端天气变化，让果园更有“韧性”；为干旱(gānhàn)、高(gāo)寒、高海拔等特殊地区，定向选育适应性强的专属苹果等。 过去，由于参考基因组依赖国外，野生苹果种的研究支离破碎，我国很难主导(zhǔdǎo)苹果分子育种的技术(jìshù)路线。这种“追着(zhuīzhe)别人跑”的局面，不仅影响新品种的自主创新，也让我们在面对未知病虫害和气候变化时底气不足。现在，通过这项研究，中国科学家掌握了属于自己的系统资源和前沿技术(qiányánjìshù)：有了苹果家族的完整“族谱”；找到(zhǎodào)了控制重要性状的“关键基因”；构建了服务育种的“导航系统”和“工具箱”。这意味着，中国不仅能(néng)独立(dúlì)开展苹果的分子育种，还能在全球苹果科研(kēyán)领域提供关键资源和解决方案，从“跟跑”踏上“领跑”之路。 来源(láiyuán)：北京日报客户端