榴莲在美国最出名的就是它那水果，其臭味之浓烈，甚至会让以“古怪食物”闻名的Andrew Zimmern都作呕。而它却有一个意想不到的（尽管味道同样刺鼻）亲戚。在今天发表在《Nature Genetics》上的一项研究中，研究人员测定了榴莲的基因组，不仅揭示了其独特气味的来源，还发现它与可可——那种能给我们带来巧克力般芳香喜悦的植物——有着亲缘关系。
“现在我们有了榴莲的基因组序列，就可以将其与公共领域中其他植物的序列进行比较，”该研究的作者、新加坡杜克-国大医学院的生物医学研究员Patrick Tan说道。“出现了一些有趣的特征。我们发现榴莲最接近的早期祖先是可可植株。”
一旦你知道可可和榴莲共享祖先，就无法忽视它们之间的相似之处：从内部看，这两种水果确实非常相似。但驱动Tan和他的同事Bin Tean Teh测序这种水果基因组的，并非对榴莲血统的怀疑，而是热爱。
“榴莲在这个地区的人们身上很有吸引力，”Tean Teh说。“我们热爱榴莲。再加上我们的科学好奇心，我们觉得深入研究一下会很棒。我们想回答一些关于这种水果的显而易见的问题，比如它强烈的气味。”
Tean Teh和Tan利用了三种不同的基因测序技术，这些技术共同帮助研究人员像拼图一样组装基因组。一种称为Illumina短读测序的技术，有点像用手机的全景模式拍照。就像你的设备可以将一系列照片拼接起来形成一张长图一样，这项技术提取DNA的短片段并将它们连接起来讲述整个故事。这使得研究人员能够识别DNA基本层面的微小差异，并获得相当详细的信息。
问题在于，短读测序并不一定能告诉我们如何组装大图（也就是研究人员所说的构建DNA支架）。尤其是在DNA高度重复的情况下——可以将其想象成一个有很多相同颜色的拼图块。顺序仍然很重要，但如果没有颜色差异提供的线索，很难知道哪一块天空应该放在哪里。而榴莲碰巧有很多相同的拼图块：根据这项新研究，它有46,000个基因——大约是人类DNA基因数量的两倍——这些基因大多是较小原始集合的重复。因此，研究人员转向了长读测序，这使得研究人员能够看到更大的DNA支架片段，以指导他们短片段的排序。最后，他们使用了第三种称为Hi-C的技术，来展示如何正确地排列所有组装好的支架。
可可并不是榴莲唯一的亲属——它们还发现棉花也是一个近亲——但这些芳香水果之间的关系尤其密切。但在它们分开的时间里，榴莲却异常忙碌。
“当我们比较榴莲基因组序列与可可植株等早期祖先时，我们发现榴莲经历了全基因组加倍事件，”Tan说。基本上，榴莲将其曾经与可可植株共享的基因复制了一份，并将相同的副本整合到其DNA中。
像这样的全基因组加倍事件，基本上允许原始基因组继续执行其预期功能，同时让第二组基因得以自由进化并发展出不同的性状——例如榴莲带刺的外壳和刺鼻的气味。
“这就像你克隆了自己，然后一个你负责做家务和清洁之类的事情，而另一个就可以去做各种不同的事情，”Tan说。如果你突然摆脱了学业、家务和工作的负担，你可能会想花时间掌握一些东西。也许你会学会弹吉他，或者每天花几个小时锻炼。榴莲就是这样做的，只不过，你知道，是散发着臭味。
榴莲为了散发它的“怪味”付出了很多努力：除了全基因组加倍事件，它还多次复制了负责产生硫化物——那种赋予榴莲独特“香水”的成分——的基因。“所以，这是双重打击，”Tan说。总之，榴莲之所以如此之臭，是因为它的很多基因都专注于分泌气味。令人敬佩。
整个水果系统被优化以产生气味，可能是为了吸引红毛猩猩等灵长类动物来食用并传播其种子。但吸引这种水果的灵长类动物并不仅仅是红毛猩猩；榴莲的出口市场现在每年高达8亿美元，这是不容小觑的。
研究人员希望，了解基因组可能有助于农艺学家培育出更好的榴莲。这种水果的糖分含量很高，糖尿病患者被警告要限制摄入量，因此低糖品种对那些渴望其蛋奶糊般质感的人来说将是个好消息。在此期间，这足以让我们最终理解榴莲为何拥有如此独特的气味（我认为闻起来像下水道水混合着一丝汽油味）。但榴莲的进化怪癖不幸地并不能解释它为何如此两极分化。在撰写这篇文章的过程中，我曾提议把一些榴莲带到《大众科学》办公室。我的同事们一致——而且热情地——拒绝了。
