脐橙、冰糖橙、血橙……春节刚过，这些橙子依然在市场上散发着诱人的芬芳，成为人们争相购买的美味佳品。它们各有特色，但都有一个共同的名字——甜橙。

作为世界上栽培面积广、最常见的柑橘品种之一，甜橙以其甜美多汁的口感和丰富的营养价值深受消费者喜爱。然而，甜橙的遗传背景却十分单一，这使得它在面对病害时显得尤为脆弱，尤其是黄龙病和溃疡病等毁灭性病害，不仅威胁着柑橘产业的可持续发展，还对食品安全和生态环境构成了潜在风险。

为了解决这个问题，华中农业大学果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室徐强教授研究团队历经十余年的不懈努力，从甜橙的起源入手，不仅揭开了甜橙起源的神秘面纱，明确了甜橙的起源；还基于对甜橙物种起源和驯化的认识，构建了基于基因组信息指导的从头驯化分子育种策略并获得了抗溃疡病的优质柑橘新品系，取得了从基础理论到育种应用的重要进展。3月5日，这项研究成果在《自然•遗传学》杂志在线发表。

这一突破不仅让甜橙“重生”，更为全球柑橘产业的可持续发展提供了新的思路。

身世：从猜想质疑到破解谜团

甜橙作为全球最重要的柑橘品种之一，其起源问题不仅关乎学术争议，更与其品种如何精准改良息息相关。

时间回到2012年，彼时，邓秀新院士带领研究团队自主完成了全球首例芸香科植物基因组图谱——甜橙基因组图谱，由此破解了甜橙基因“密码”。也就是从那个时候起，甜橙是如何起源的问题成为了邓秀新院士以及团队关注的焦点，其中就有他的学生徐强。

甜橙被认为是橘和柚的种间杂交后代，但具体的起源过程一直众说纷纭。2013年，在深入南方柑橘分布地区遍访古树、寻找资源后，徐强提出了甜橙起源的猜想——甜橙起源于中国，但外国科学家随即提出了质疑。为了验证这一猜想，研究团队开始了漫长的探索之旅。

▲徐强教授与学生刘胜军（中）、徐远涛（左一）在果园（记者 徐行 摄）

2021年，徐强和学生曾在湖南发现了一种高酸的甜橙，由于当今可口美味的甜橙是通过不断驯化得来的，那么这一高酸的甜橙被认为是甜橙驯化前的原型，进一步基因组分析证实了这一猜想，并推测出甜橙起源于我国南方。

为了进一步明确甜橙是如何起源的，2021年后，徐强和他的研究生再一次翻山越岭，开始了野外调查，寻找那些与高酸甜橙可能有着千丝万缕联系的野生资源。这可不是轻松的旅行，山林间道路崎岖，蚊虫叮咬是常有的事，但大家没有丝毫退缩。经过不懈努力，他们收集并测序了118个野生和地方品种、76个栽培品种和32个杂交材料，这些宝贵的样本为后续研究提供了坚实的基础。

资源收集完成之后，紧接着就是推断它们之间的亲缘关系。这一步难度极大，由于柑橘是杂合二倍体，有着两个单倍型，不能用传统针对一个单倍型的单一参考基因组的方法来推断。因此，团队借鉴了人类亲缘关系鉴定方法，在群体单倍型水平进行分析。博士研究生刘胜军说，这就像就像给每个柑橘样本都贴上了独一无二的“基因条形码”，通过对比这些“条形码”，利用高分辨率的基因组分析，再借助计算机强大的计算能力，推算出它们之间的亲缘关系。这个过程就像是在庞大的基因数据库里玩一场“连连看”游戏，只不过这场游戏更加复杂和严谨。

▲甜橙的起源模型（论文截图）

经过反复比对和分析，团队终于精细推断了野生-栽培柑橘的亲缘关系，明确了甜橙来源于“酸橙（野生柑橘）×椪柑（现代栽培柑橘）”，为甜橙的“身世之谜”提供了强有力的证据并进行了验证。

育种：从从头驯化到品种焕新

2018年暑期，徐强面向来自全国各地高校参加果树学暑期兴趣班的同学们作了一场汇报，提到了“甜橙起源尚不明确”“柑橘产业迫切需要进行抗性改良”等话题。这引起了不少同学的关注，其中就有刘胜军。汇报结束后，刘胜军并未离开，他拉住徐强老师问着他感兴趣的问题。徐强看着眼前这个求知欲满满的学生耐心地一一解答，还分享了团队已有的研究思路和初步成果，描绘了未来柑橘研究的广阔前景。

这次与徐强的交流，让刘胜军仿佛看到了一扇通往全新科研世界的大门。那些关于甜橙起源的神秘谜题，以及柑橘产业面临的现实困境，在他心中种下了好奇与责任的种子。他越发觉得，这个研究领域充满挑战却又意义非凡。这也让刘胜军坚定了报考徐强老师研究生的决心。

▲博士研究生刘胜军果实横纵茎测量（记者 徐行 摄）

2019年，刘胜军如愿从湖南农业大学来到华中农业大学，成为徐强教授课题组一员，开始了他的研究生生涯，并参与到实验室育种基地的管理。

结合基地管理的心得以及研究的课题，让刘胜军、徐远涛等同学开始思考并合作：是否可以将野生资源的抗性引入甜橙等商业品种中，从而减少柑橘溃疡病带来的危害？这个想法得到了徐强的支持。

▲徐强教授为研究团队勾勒“蓝图”（记者 徐行 摄）

“要实现这个想法，需要从源头开始，模拟甜橙的起源过程开展从头驯化工作，通过有性过程极大丰富遗传多样性，再通过无融合生殖及嫁接手段固定优良基因型，从而建立快速从头驯化的分子育种途径……”徐强清晰地为研究团队勾勒出了研究的蓝图。

从“搭建多组学设计育种平台，构建分子育种体系所需要的从基因型到表型的规模化数据”到“通过大范围野生资源与栽培柑橘资源调查，开展不同柑橘资源抗性与品质等性状评价”，从“高精度基因组分析构建野生柑橘资源与栽培品种的系谱关系数据库”到“选配符合育种目标的亲本进行杂交授粉”，从“开发柑橘20K液相育种芯片等高效快速育种技术”到“巧妙聚合抗性与优质性状成功培育出优质高抗甜橙新品系”，研究团队王霞等成员参与了分子技术的研发，以甜橙的起源开始，实现了对甜橙从头驯化的全过程。

利用这个原理，研究团队筛选了抗溃疡病的野生柑橘资源，筛选鉴定了对溃疡病菌具有显著抑菌活性的植物源代谢物，运用从头驯化分子育种途径，培育了风味多样、具有溃疡病抗性的甜橙等新品系。“华橘橙2号”和“华橘橙3号”就是这一研究的重要成果。

“华橘橙2号”在保留商业甜橙原有风味的基础上，具备了显著的溃疡病抗性，而“华橘橙3号”则不仅抗病，还拥有高糖高酸、挂果时间长且风味浓郁的优良特性。这些新品系的诞生，不仅为柑橘产业提供了抗病优质的新选择，也为柑橘育种改良提供了高效精准的手段。

“这个高效育种技术与从头驯化分子育种途径，取得了从基础理论到育种应用的重要进展，甚至可以延伸至其他作物，为更多农作物的快速改良和抗病育种提供了可借鉴的范例。真的是未来可期！”研究获得成功后，徐强和同学们这样说，他希望同学们继续探索科学的边界，将理论与实践相结合，为农业的可持续发展贡献更多力量。

挑战：从满途荆棘到未来可期

“研究注定是一个漫长而充满挑战的过程，需要耐心、坚持和无数次的尝试与突破。”回想这段研究“旅程”，刘胜军感慨道。

在亲缘关系鉴定方法的选择和尝试初期，团队进展十分缓慢。因为这是一个全新的领域，没有太多现成的方法可以借鉴，每一次尝试都像是在黑暗中摸索。好在徐强为大家提供了与国内外学者交流探讨的机会，瑞典农业大学从事动物研究的昝艳君老师、作物遗传改良重点实验室的谢为博老师、果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室从事基因组算法研究的焦文标老师等都为团队出谋划策。大家一起头脑风暴，经过多次试验和调整，终于找到了适合柑橘亲缘关系鉴定的方法。

▲博士后徐远涛在实验室进行糖酸测定（记者 徐行 摄）

杂交群体子代表型鉴定的工作量也大得惊人。在实验的关键阶段，团队成员需要对大量的杂交子代进行观察和鉴定。每一株柑橘都要仔细记录它的生长情况、果实品质、抗病能力等各种性状。这可不是简单的数数和记录，而是一项需要极大耐心和细心的工作。为了解决这个问题，课题组杨坤、陈姝琳、高翔等成员们形成了育种小组，大家分工合作，有的负责田间观察，有的负责数据记录，有的负责实验分析。每个人都坚守在自己的岗位上，相互配合，就像一台精密运转的机器，共同推动着研究的进展。

▲“品尝”果实（通讯员 刘胜军 供图）

而最让刘胜军记忆犹新的一件事则是团队成员一起进行果实品质评价。在2020年到2022年三年间的每一个冬季，在果实成熟的季节团队成员都在忙碌。在一至两个月的时间里，他们不仅要穿梭在果园里，对基地的几百颗单株进行细致的性状观察、拍照、记录，还要亲口品尝每一个单株的果实。“吃柑橘自由”这在很多人眼中或许是一种令人羡慕的享受，但真正经历过的团队成员们却有着别样的感受。一开始，品尝试验确实能带来味蕾上的愉悦，可随着品尝数量的增多，大家的味觉逐渐变得麻木，吃多了甚至会感到不适。然而，这可不是为了享受美味，而是为了筛选出潜在的优株。

果园里的不同杂交单株果实味道各不相同，有些果实的味道十分奇特，酸、苦、涩等各种滋味交织在一起。但即便如此，团队成员们没有丝毫抱怨，反而对每一个特殊的单株都充满了期待。每次品尝到独特风味的果实，大家都会兴奋地交流讨论，猜测它背后隐藏的遗传奥秘。有人打趣说：“说不定这个酸涩的果子，就藏着让橙子更抗病的神奇基因呢！”在艰苦的工作中，这样的乐观成为了团队的调味剂，让大家始终保持着高昂的斗志。

刘胜军回忆道：“那时候，我们对每一个单株果实的味道都了如指掌，甚至不需要看定植图，就能迅速找到那些风味独特的单株。”这种细致入微的工作态度，让团队最终筛选出了“华橘橙2号”和“华橘橙3号”等优质高抗的新品系。也正是在这样的过程中，刘胜军真正体会到了刚开始做柑橘研究的时候徐强老师对他说的一句话——“一定要做有用的科研”。这句话不仅是对科研方向的指引，更是对科研价值的深刻理解。

▲2024年9月，刘胜军在中国研究生乡村振兴科技强农+创新大赛现场（通讯员 刘胜军 供图）

2024年9月，刘胜军在中国研究生乡村振兴科技强农+创新大赛上生动地讲述了他们的科研故事，他说，路虽远行则将至，橘虽难苦尽甘来，他想用无悔青春和一腔热血，续写华农柑橘研究新篇章。他的话语，感染着在场的每一个人，这份对科研的执着、对乡村振兴的担当，激励着更多的青年投身于农业科研事业，为实现农业现代化的伟大目标而努力奋斗。

如今，研究团队已经取得了阶段性成果，但他们不会停歇。他们不仅将利用同样的方式深入挖掘野生柑橘资源，培育耐黄龙病的甜橙，还将进一步探索，把野生柑橘资源中独特的抗性、迷人的香味等优异性状，巧妙地引入到现代栽培柑橘中，通过精准的基因编辑和育种技术，加速甜橙、柠檬等现代栽培柑橘的育种改良进程。

想象一下，未来市场上的柑橘，不仅色彩斑斓、香气扑鼻、汁水丰富，还具备更强的抗病虫害能力，能够在更广泛的地区种植，为种植户带来更多的收益，这是多么令人期待的前景！

（本文作者系党委宣传部新闻中心记者 徐行 审核人 徐强）

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