西瓜、甜瓜原本都是苦瓜?它們是怎麼變成老少皆宜的水果的?

素材來源:新京報

西瓜是夏季水果之王,蜜汁一般的甜瓜同樣是水果中最受歡迎的種類。然而,在遠古時代,當它們還沒有被人類馴化時,絕大多數甜瓜並不甜,西瓜也不是紅色的,同樣也不是甜的。


它們是怎麼變甜的?

又是怎麼變成今天的模樣的?

一直以來爭議頗多,

甚至成了歷史之謎。

今天,這個謎底要被揭開了。

西瓜、甜瓜原本都是苦瓜?它們是怎麼變成老少皆宜的水果的?


西瓜的馴化史,它們原本不紅也不甜。


在植物學裡,西瓜屬於葫蘆科西瓜屬,下有7個種。野生的西瓜並不甜,有的還是苦的,而且,絕大部分的野生西瓜瓤也不是紅色的


大約4000年前,人類開始第一次馴化栽培西瓜。最初的起源已經不可靠,或許是某一個人類的祖先,偶然發現了一個沒有苦味的變異種,覺得可以作為人類的食品,因此決定栽培它,然後在另外一次偶然的變異中,一個甜美多汁的西瓜出現了,在獲取糖分非常困難的原始時代,這個甜美多汁的西瓜,因此被廣泛栽培,迅速傳播開來,成為人類獲得糖分最便捷的途徑之一。


西瓜、甜瓜原本都是苦瓜?它們是怎麼變成老少皆宜的水果的?

甜瓜、西瓜馴化史


國家西甜瓜產業技術體系首席科學家、西瓜論文共同通訊作者、北京市農林科學院研究員許勇說,“西瓜是葫蘆科,含有大量葫蘆素,這是它苦味的來源,野生的西瓜大部分是苦的。苦味有一定的預防病蟲害的功能,甜味則更容易誘發病蟲害,所以從防禦的角度看,苦味是有利於野生西瓜生存和繁衍的。”


當西瓜被人類馴化之後,西瓜的果實大小、果肉含糖量、味道、瓤色、質地甚至口味都變得越來越適合人類需要。


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西瓜馴化的秘密是如何被解開的?

許勇說,“基於全新一代西瓜基因組高質量精細圖譜,我們鑑定獲得了與果實含糖量、瓤色等多個重要農藝性狀關聯的基因組位點,為候選基因的精細定位和功能驗證提供了寶貴線索。


通過進一步進化和馴化分析,系統解析了野生西瓜到栽培西瓜的基因組馴化歷史,鑑定獲得了西瓜含糖量、瓤色、苦味等重要品質性狀的選擇區域及候選基因,並進行了功能驗證,首次揭示了西瓜‘甜蜜基因’馴化的秘密。”


西瓜、甜瓜原本都是苦瓜?它們是怎麼變成老少皆宜的水果的?


甜瓜的馴化史,茸毛決定“身份”。

和西瓜相比,甜瓜的馴化史更加複雜。


最早的甜瓜馴化事件,同樣發生在非洲的蘇丹。那裡長期乾旱,適宜甜瓜和西瓜生長,這可能是它們在那裡最早被馴化的原因之一。


但這一起源並非毫無爭議,近幾年來,科學家們發現,位於亞洲的印度可能也是甜瓜的起源地之一。


一般來說,甜瓜分為兩類,厚皮甜瓜和薄皮甜瓜。厚皮甜瓜如哈密瓜、網紋瓜等,一共有11個變種。薄皮甜瓜通常被稱為香瓜,有5個變種。


但區別兩者的主要標誌,卻不是皮的厚度,而是幼瓜表面是否有茸毛,薄皮甜瓜有茸毛,厚皮甜瓜沒有。


在以前,人們普遍認為兩類甜瓜同源而生,但基因大數據分析顯示,它們來自不同的源頭。

西瓜、甜瓜原本都是苦瓜?它們是怎麼變成老少皆宜的水果的?


薄皮甜瓜和厚皮甜瓜不是同一個祖先。研究發現,至少有兩個證據證明這一點。


第一個證據是苦味的演變。通過分析,我們發現薄皮甜瓜和厚皮甜瓜分別馴化不同的控制苦味形成的基因。厚皮甜瓜的馴化更加徹底,苦味完全消失,不管是幼瓜還是熟瓜,都是不苦的。相對來說,薄皮甜瓜的幼瓜是苦的,成熟後瓜蒂部分也還有苦味,此外,某些特定環境下如干旱、低溫等,也會導致甜瓜變苦。


第二個證據是酸味的演變。野生的甜瓜,不管哪種,熟了以後都帶有很強的酸味,但栽培的都不酸。2014年,以色列的一項研究認為,甜瓜在馴化中通過PH基因的變異導致失去了酸味。但我們發現,這一結論在厚皮甜瓜中是符合的,但和薄皮甜瓜不符,在薄皮甜瓜中定位到了一種與檸檬酸合成相關的‘檸檬酸合成酶’基因,存在著不同的馴化機制。


我們會有更好吃的瓜嗎?

構建甜瓜和西瓜的全基因組變異圖譜,

究竟有何意義?

會讓未來的馴化和育種變得更容易嗎?

我們會有更好吃的瓜嗎?


答案是肯定的。用比較通俗的話來舉例,假如我們發現了一種抗性更好、產量更高的西瓜,但味道不好,怎麼辦呢?以前我們只能慢慢摸索,和甜的西瓜雜交,可能很多次後,偶然會得到兼具兩者優勢的新品種,也可能不會。但在未來,我們就可以直接定位甜的基因,把它組合進去,可以明確地知道我們可以得到兼具兩者優勢的新品種”。


為什麼中國人更愛吃西瓜?

之前,一篇《中國人吃掉了世界上70%的西瓜》的文章火遍網絡,該文章稱“2016年,世界西瓜總產量1.17億噸,中國產量近8000萬噸,佔世界總產量的68.4%……佔世界人口20%的中國人,憑藉一己之力種出了近70%的西瓜,又獨自吃光了它們。”


事實上,中國同樣是甜瓜的生產和消費大國,趙光偉介紹,“中國甜瓜的種植面積佔全球45%以上,產量佔全球55%以上,都是世界第一。所以,中國同樣也是甜瓜的消費大國”。


但即便如此,在絕對數量上,甜瓜的產量和消費量遠遠不如西瓜,統計數據顯示,同樣在2016年,中國甜瓜的產量只有不到1200萬噸,不到西瓜的六分之一。


西瓜、甜瓜原本都是苦瓜?它們是怎麼變成老少皆宜的水果的?

中國人為什麼更愛吃西瓜?中國農業科學院深圳農業基因組研究所助理研究員練群推測,“相對來說,中國人吃西瓜更多,外國人吃甜瓜更多,其中原因很難解釋,可能和飲食習慣有關,也可能和夏季消費的特點有關,夏季炎熱,水分含量更高的西瓜可能更受歡迎”。

西瓜、冷飲、空調,被稱為當代消暑的“三大神器”,趙光偉也覺得,西瓜消費量更高,或許和它主要在夏季成熟有關。

在網上,也有很多相關的猜測和討論,有人認為中國人更愛吃西瓜,是因為“中國大部分地方適合種西瓜,對普通人來說,西瓜更容易獲得,且價格更低,因此形成了特有的飲食習慣”,不過,是否真的如此?仍待探尋。


此外,值得一提的是,並不是所有的西瓜都適合消暑。在西瓜大家族中,它還有很多不同功能的“兄弟”,許勇介紹,“按照不同的分法,西瓜可以細分為很多類型。植物學上的分法,西瓜有7個種。如果按照功能來分,又可以分為食用、飼用、藥用

等,飼用西瓜在非洲種的比較多,它雖然不苦,但也不甜,所以用來當飼料。還有藥用西瓜,因為西瓜是葫蘆科植物,含有大量的葫蘆素,而葫蘆素具有一定的保健價值,所以也被用來入藥。不過藥用西瓜很苦,比飼用西瓜更不適合食用。”


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