Er oprindelsen af ​​dyrkede kumquat-arter impliceret med Hongkong-kumquats? Sandsynligvis ikke

Kumquat (Fortunella spp.), en almindelig frugtafgrøde og prydtræ, er kendetegnet ved små, smagfulde og strålende appelsinlignende frugter. De dyrkede Fortunella-arter (F. margarita, F. crassifolia og F. japonica) er kendt for at stamme fra Kina og blev introduceret til Europa for første gang af den engelske botaniker Robert Fortune under Daoguang-perioden i Kinas Qing-dynasti. Den vilde Hongkong-kumquat (F. hindsii) er vidt udbredt i det sydlige Kina, og den er blevet udviklet som et modelmateriale til forskning i citrusgenfunktioner på grund af dens dværghed, korte ungdommelighed og monoembryoniske egenskaber.

Et spørgsmål om denne frugtart har imidlertid forvirret vestlige (Walter T. Swingle, 1871-1952) og østlige (Tyôzaburô Tanaka, 1885-1976) forskere i det sidste århundrede:Hvad er det fylogenetiske forhold mellem dyrkede Fortunella-arter og den eneste eksisterende vilde arter i denne slægt, F. hindsii? Er den dyrkede Fortunella-art direkte tæmmet fra F. hindsii eller er dens oprindelse impliceret med F. hindsii?

For at besvare disse spørgsmål har professor Xiuxin Deng og hans team systematisk indsamlet de repræsentative dyrkede Fortunella-accessioner og vilde F. hindsii-prøver fra hele Kina i de sidste 10 år. Ved at bruge nuklear SSR, chloroplast SNP og genomisk SNP blev den genetiske mangfoldighed af Fortunella-slægten grundigt evalueret, og Fortunella-slægtens udviklingshistorie blev sporet.

Den genetiske analyse viste klart den uafhængige fylogeni af Fortunella-slægten blandt citrustaxa, som afviste hybridiseringsoprindelseshypotesen om Fortunella. Derudover udviste Fortunella-slægten en åbenlys genetisk struktur og høj genetisk differentiering i de to hovedpopulationer af dyrket Fortunella-population og vild F. hindsii-population. Genomisk analyse viste, at begge populationer gennemgik retningsbestemt selektion under deres evolutionære bane. Den asynkrone populationsdynamik i Fortunella-populationen og den vilde F. hindsii-population under den kvartære istid (QGP) var tidligere end den menneskelige aktivitet i det sydlige Kina, og de begrænsede domesticeringssignaler fra disse to populationer var svagt forbundet med deres fænotypeforskel tilsammen, hvilket antydede at de dyrkede Fortunella-arter ikke må tæmmes direkte fra vilde F. hindsii.

Baseret på resultaterne af denne undersøgelse og en tidligere fylogeografisk rapport rejste Deng og hans team en ny evolutionær hypotese for Fortunella-slægten. Efter differentiering fra Citrus-slægten udviklede Fortunellas forfader sig til en uafhængig afstamning, der var vidt udbredt i det centrale og sydlige Kina. Sammen med udviklingen af ​​QGP blev den nordlige (forfaderen til dyrkede Fortunella) og den sydlige befolkning (forfaderen til F. hindsii) gradvist genetisk isoleret fra hinanden.

Den nordlige befolkning blev konfronteret med tidligere og mere alvorlig naturlig selektion og oplevede således en tidligere befolkningstilbagegang, hvilket til sidst resulterede i adaptiv evolution såsom en fortykket skræl med berigelse af sukker og sekundære metabolitter for at beskytte frøene mod frysning. Den sydlige befolkning stødte på moderat og senere naturlig selektion og bibeholdt dermed den primitive fænotype. Sammen med den sydlige migration af mennesker blev nogle få individer af den nordlige befolkning lejlighedsvis udvalgt og derefter dyrket, og således overlevede de indtil nu, kendt som Nagami (F. margarita), Meiwa (F. crassifolia) og Marumi (F. japonica). Den sydlige befolkning gennemgik hovedsageligt kontinuerlig naturlig udvælgelse og blev opdaget successivt af gamle kinesiske havebrugere og moderne vestlige lærde, og de blev navngivet som henholdsvis "Shan Jin'gan" på kinesisk og "Hong Kong kumquat" på engelsk.

Denne undersøgelse giver nyttig information til både avl og bevarelse af Fortunella. Den evolutionære hypotese giver også et nyt perspektiv for dybtgående forskning i denne slægts fylogeni, som stadig kræver mere solide beviser såsom relaterede fossile beviser og mere avancerede metoder såsom pan-genomanalyse. Denne undersøgelse er publiceret i tidsskriftet Grænser for landbrugsvidenskab og teknik .