開(kāi)心果是世界上最重要的商業(yè)堅(jiān)果作物之一，起源于伊朗。中科院昆明動(dòng)物研究所與伊朗科爾曼大學(xué)教授阿里·艾斯邁利扎德合作，最近在開(kāi)心果的沙漠極端環(huán)境適應(yīng)，以及人工選擇方面取得合作研究進(jìn)展。

許多人不知道，開(kāi)心果以前的中文名為“阿月渾子”，是漆樹(shù)科黃連木屬的一種落葉小喬木，其果實(shí)富含維生素、礦物質(zhì)和抗氧化元素，具有低脂肪、低卡路里、高纖維的顯著特點(diǎn)，對(duì)心腦血管疾病、老年性視網(wǎng)膜病變、防衰老等具有醫(yī)療保健功效，是世界堅(jiān)果市場(chǎng)十分暢銷(xiāo)的保健休閑食品，近年來(lái)已成為世界第五大堅(jiān)果作物。

以沙漠干旱地區(qū)為家的“西域仙果”

開(kāi)心果還是沙漠干旱地區(qū)鹽堿地水土保持以及有高效經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的理想樹(shù)種。自上世紀(jì)80年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)如云南省林科院、北京林業(yè)大學(xué)等科研機(jī)構(gòu)，以及山東泰安、甘肅甘谷和隴南地區(qū)進(jìn)行了開(kāi)心果的引種試驗(yàn)，并以中國(guó)黃連木做砧木進(jìn)行嫁接，但由于降雨量大、空氣濕度高，果實(shí)、枝葉病害嚴(yán)重;同時(shí)，因光熱條件不足、堅(jiān)果開(kāi)裂率低、品質(zhì)差，因此普遍認(rèn)為我國(guó)內(nèi)地不具備發(fā)展開(kāi)心果的自然條件。因此，深入了解這種具有重要經(jīng)濟(jì)、營(yíng)養(yǎng)和藥用價(jià)值的作物，探尋它對(duì)非生物脅迫所具有的超強(qiáng)適應(yīng)性、對(duì)干旱和鹽脅迫具有的耐受性，有助于理解生物對(duì)極端環(huán)境的適應(yīng)以及人工選擇作用機(jī)制。

綜合開(kāi)心果對(duì)環(huán)境條件、灌溉條件、土壤條件等的各項(xiàng)指標(biāo)要求，我國(guó)新疆喀什地區(qū)是開(kāi)心果的適宜栽培區(qū)之一。也正因?yàn)榉N植區(qū)獨(dú)特的地理環(huán)境、特殊的水土和氣候條件及人文因素，形成了喀什開(kāi)心果特有的品質(zhì)特性，有“西域仙果”的美稱(chēng)。

對(duì)極端環(huán)境適應(yīng)和馴化機(jī)制揭曉

作為中科院昆明動(dòng)物研究所訪問(wèn)學(xué)者，艾斯邁利扎德教授此前針對(duì)開(kāi)心果做了大量研究工作，積累了不同品種種子和表型的大量數(shù)據(jù)。結(jié)合昆明動(dòng)物研究所的基因組學(xué)和進(jìn)化生物學(xué)學(xué)科優(yōu)勢(shì)，雙方展開(kāi)了合作。他們利用二代及三代測(cè)序技術(shù)繪出了開(kāi)心果基因組草圖，比較基因組的分析結(jié)果表明，開(kāi)心果對(duì)環(huán)境壓力的適應(yīng)性可能與細(xì)胞色素P450和幾丁質(zhì)酶基因家族的擴(kuò)增有關(guān)。針對(duì)耐鹽實(shí)驗(yàn)前后的樣本進(jìn)行的比較轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究，他們還發(fā)現(xiàn)茉莉酸生物合成途徑在開(kāi)心果耐鹽性中起著重要作用。

“我們還對(duì)93個(gè)栽培種、14個(gè)野生種以及35個(gè)與野生開(kāi)心果近緣物種進(jìn)行了重測(cè)序，揭示了開(kāi)心果的群體結(jié)構(gòu)特征、遺傳多樣性以及馴化。”參與此項(xiàng)研究的吳東東博士說(shuō)，他們發(fā)現(xiàn)在不同的野生開(kāi)心果物種之間，存在頻繁的遺傳物質(zhì)交流。比較群體基因組分析顯示開(kāi)心果大概在距今8000年前開(kāi)始被馴化，并經(jīng)歷了二段式的馴化過(guò)程，一些古老的栽培品種顯示與野生種具有更近的親緣關(guān)系，而廣泛栽培的品種則是經(jīng)歷了后期的育種以及改良。

研究中，他們還鑒定了馴化過(guò)程中受到人工選擇的、與樹(shù)體和種子重量、植株大小相關(guān)的關(guān)鍵基因。這些基因在開(kāi)心果馴化過(guò)程中，與人工選擇作用和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)性狀密切相關(guān)。相關(guān)成果在線發(fā)表于權(quán)威期刊《基因組生物學(xué)》上。