有这样一群科学家，他们不满足于浅“尝”辄止，于是循着“美味”的足迹，回溯葡萄万余年的驯化历史，探寻葡萄隐藏在岁月中的风味密码。

6月6日，《美国国家科学院院刊》在线发表了中国农业科学院基因组所周永锋课题组在葡萄群体遗传学与育种领域的最新研究成果《葡萄驯化过程中适应与不适应的基因渐渗》。

该研究首次利用机器学习手段，结合溯祖模拟、正向模拟和进化保守性等群体遗传学方法揭示了葡萄风味的形成机制，解析了驯化对葡萄基因组的影响，进一步阐明了葡萄的驯化历史。该研究有助于葡萄野生资源的利用，为下一步葡萄培育提供理论支持。

葡萄起源于西亚地区，很快便遍及到世界各地。我国西汉时期，就有张骞出使西域带回葡萄的记载。王翰在《凉州词》中写道“葡萄美酒夜光杯”，说明葡萄在唐代已是酿酒的主要原料。千百年来，人们为何对葡萄酒如此痴迷？决定葡萄酒的风味因子究竟是什么？

“一千种葡萄就有一千种风味”，道出了决定风味的关键要素——葡萄品种。然而，目前无论鲜食还是酿酒的主流葡萄品种多为国外选育品种，我国的葡萄酒市场尤其是高端葡萄酒市场也长期被西方的进口葡萄酒所占据。

为何源于欧洲的酿酒葡萄品种更为流行？周永锋课题组基于深入的群体基因组学分析，发现这与来自欧洲野生葡萄的基因渐渗（即等位基因从一个物种或种群向另一个物种或种群的流动）密切相关。

研究人员分析了包括主要栽培品种、野生葡萄在内的三百多份重测序数据，对群体间的分化历史、渐渗强度和时间进行了准确详尽的研究，采用溯祖模拟，不仅再次印证葡萄驯化的一万多年历史，更进一步细化了欧洲、近东地区野生葡萄和鲜食、酿酒葡萄之间的驯化和分化历史。

课题组组长周永锋告诉记者，研究发现，在距今两千年左右，在整个酿酒葡萄基因组上1.82%的区域来自欧洲野生葡萄的渐渗，而这些区域富集到多种代谢途径基因，表明欧洲野生葡萄对酿酒葡萄的香味等性状产生了重要影响。

“有研究发现，部分现代葡萄品种就是欧洲中世纪品种的克隆个体。换言之，现存的部分葡萄栽培种可能保留了古时候的样子，从某种意义上来说，我们品着和古人同样的酒。然而，即便是克隆个体，它们的基因序列却并非一成不变，在不断地克隆繁殖中，变异会以杂合态的形式在基因组中不断积累，影响着葡萄的育种。在实生苗培育过程中，研究人员发现用葡萄的种子种出的后代很难成活，部分原因就是克隆繁殖引起的后遗症。”周永锋表示。

周永锋介绍，借助正向模拟，研究人员展示了杂交发生后渐渗位点在克隆群体和异交群体中的动态变化过程。研究发现，短期内克隆繁殖能更快地选择有利变异，清除有害变异，但不管是有利还是有害变异，最后保留下来的变异大部分都以杂合态的形式存在于基因组中。而从长远角度看，异交繁殖的选择则更为彻底。该研究揭示了基因变异隐藏在不同繁殖方式背后的变化规律。

周永锋说，现代育种技术在葡萄育种过程中的应用十分有限，主要原因是缺乏基因参考信息，仍依赖于大规模杂交筛选育种。目前，作物育种技术已发展到4.0阶段（全基因设计育种），然而葡萄育种暂时还停留在2.0阶段。

“我国拥有丰富的野生葡萄资源，葡萄属下70多个品种中我国就有近40种。利用发现的野生葡萄丰富的基因资源，将有利于落实现代育种技术的应用和培育优良葡萄新品种。”周永锋表示。