“出現(xiàn)在電影中以后，刺角瓜一度成為網(wǎng)紅水果。但實(shí)際上，在科研領(lǐng)域，它早已經(jīng)是科學(xué)家們鐘愛的材料?！?/p>
電影《復(fù)仇者聯(lián)盟》中，滅霸完成了“終極夢(mèng)想”后，回到出生的星球隱居種田，他門前的農(nóng)田中，許多表面帶刺的金黃色果實(shí)引起了網(wǎng)友的注意，不少人專門尋找后發(fā)現(xiàn)，電影里的“外星水果”，其實(shí)并不是完全虛構(gòu)，而是和一種名為刺角瓜的果實(shí)極度近似。
事實(shí)上，在農(nóng)業(yè)科研領(lǐng)域，對(duì)刺角瓜的研究已有多年，近日，記者獲悉，一項(xiàng)新的研究發(fā)現(xiàn)，刺角瓜對(duì)作物毀滅性土傳病害之一根結(jié)線蟲，有很好的抗性。該研究由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所蔬菜病害防控創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)完成，成果發(fā)表在《園藝研究（Horticulture Research）》上。
刺角瓜保留著野生葫蘆科植物中的許多特異基因，對(duì)根結(jié)線蟲有很好的抗性。中國農(nóng)科院供圖
來自非洲的野生瓜果
刺角瓜也叫火參果，是葫蘆科一種生物，外形橢圓，表皮上長滿了粗壯的刺，成熟后顏色金黃，多產(chǎn)于南非、新西蘭等地。
團(tuán)隊(duì)科學(xué)家、中國農(nóng)科院蔬菜花卉研究所研究員謝丙炎介紹，在原產(chǎn)地，刺角瓜多為野生種，也有部分栽培種。
刺角瓜營養(yǎng)豐富，類胡蘿卜素含量很高，口感帶有酸味，在非洲，常被加工成飲料，近年來，我國南方、西南地區(qū)也有種植，價(jià)格很高，每個(gè)刺角瓜的價(jià)格普遍在10元左右。
這種和電影中的“外星水果”極其相似的水果，名為刺角瓜，是一種葫蘆科植物。中國農(nóng)科院供圖
在人類的食譜中，葫蘆科是一個(gè)大家族，不論是西瓜、甜瓜等水果，還是黃瓜、南瓜、西葫蘆、絲瓜、苦瓜等，都是葫蘆科的農(nóng)作物。
和馴化已久的品種相比，野生種占主流的刺角瓜，在生存能力方面明顯更有優(yōu)勢(shì)，因此，它一直是蔬菜育種中重要的研究對(duì)象。
“馴化的作物，因?yàn)榄h(huán)境優(yōu)良、人工管理等因素，在漫長的時(shí)間中，丟掉了很多優(yōu)異的性狀，尤其是和抗逆性相關(guān)的?！敝x丙炎介紹，“一方面，人工栽培中，會(huì)為作物創(chuàng)作更好的環(huán)境，許多抗逆性狀不需要了，慢慢就丟失了。另一方面，一些有利于作物生存的優(yōu)異性狀，其實(shí)是和不好吃聯(lián)系在一起的，所以在人工選育中，也就慢慢篩選掉了?！?/p>
而對(duì)野生種來說，和大自然中的一切逆境作戰(zhàn)，是它們生存和繁衍的根本，所以，許多在栽培種中丟失的基因，在野生種身上，仍舊被保留著。
植物和病蟲害的戰(zhàn)爭
在研究中，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，刺角瓜對(duì)根結(jié)線蟲有很強(qiáng)的抗性。
根結(jié)線蟲是作物毀滅性土傳病害之一，根結(jié)線蟲的族群極大，有很多種類，可以侵害2000多種作物，包括水稻、馬鈴薯、黃瓜、西瓜、甜瓜等。其中，對(duì)黃瓜等葫蘆科蔬菜的侵害尤為嚴(yán)重。
“根結(jié)線蟲主要危害作物的根部，會(huì)導(dǎo)致黃瓜、西瓜等早衰、死亡，危害非常嚴(yán)重?！敝x丙炎說。
根結(jié)線蟲生活在土壤中，防治和滅殺都格外困難，尤其是它的生存能力極強(qiáng)，謝丙炎介紹，“根結(jié)線蟲是無性繁殖，擴(kuò)散很快，而且，在沒有寄主的情況下，它的卵可以在土壤中保持七八年不死，也不孵化，直到感應(yīng)到附近有寄主才會(huì)孵化?！?/p>
在人工防治難的情況下，育成具有抗性的品種，無疑是降低根結(jié)線蟲危害的最佳途徑。但栽培的葫蘆科作物中，普遍缺乏線蟲抗原。于是，科學(xué)家們開始在具有抗性的野生種之中尋找，刺角瓜就是目標(biāo)之一。
對(duì)根結(jié)線蟲，人類防治尚且困難重重，野生的刺角瓜，又有何本領(lǐng)抵抗呢？
“不管是植物還是動(dòng)物，其實(shí)都是很聰明的，自然有各自的生存之道?！敝x丙炎說，“研究中，我們發(fā)現(xiàn)，刺角瓜的天然根系揮發(fā)化合物，可以提高感病黃瓜對(duì)根結(jié)線蟲的抗性。同時(shí)，刺角瓜的根部，還會(huì)招募特定的微生物群，這些微生物，可以抑制甚至滅殺根結(jié)線蟲?！?/p>
破解雜交不育難題
出現(xiàn)在電影中以后，刺角瓜一度成為網(wǎng)紅水果。但實(shí)際上，在科研領(lǐng)域，它早已經(jīng)是科學(xué)家們鐘愛的材料。
刺角瓜是一種重要的葫蘆科野生抗線蟲資源，其基因組中保留了大量黃瓜中缺失的抗病基因及次生代謝產(chǎn)物基因簇。
不過，以往的研究成果不多，這和刺角瓜的另外一個(gè)特性有關(guān)，雜交不育。謝丙炎說，用刺角瓜和黃瓜、甜瓜、西瓜等雜交，后代是不育的，這就相當(dāng)于拿不到想要的資源，培育抗線蟲的品種就難以進(jìn)行。
分子生物學(xué)的進(jìn)步，使得這一困境，有了突破的希望。在研究中，科研人員對(duì)刺角瓜做了全基因組分析，發(fā)現(xiàn)其基因組中，保留了大量黃瓜中缺失的抗病基因及次生代謝產(chǎn)物基因簇。同時(shí)，科研人員也通過分子和基因編輯新技術(shù)，破解了雜交不育的問題，使得這種特異的野生資源，真正有了用武之地。為葫蘆科作物線蟲病害的防控，開辟了新的路徑。
據(jù)介紹，該研究得到了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程等項(xiàng)目的資助。
