日前,從中國農(nóng)業(yè)科學院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所、蔬菜花卉研究所獲悉,黃三文研究員領銜的科研團隊在番茄風味品質(zhì)研究中取得重要突破,首次闡明了番茄風味遺傳基礎,發(fā)現(xiàn)了番茄風味調(diào)控機制,為番茄風味改良奠定了重要理論基礎。相關研究成果于1月27日在國際頂級學術期刊《科學(Science)》上以封面文章的形式發(fā)表。
番茄是世界第一大蔬菜作物,根據(jù)世界糧農(nóng)組織統(tǒng)計,2014年全球番茄產(chǎn)值是962.8億美元,在蔬菜和水果中居于首位。我國以鮮食番茄為主,其風味品質(zhì)更受關注,然而近年來消費者常常抱怨“現(xiàn)在的西紅柿越來越?jīng)]有以前的味兒了”。為了解決這一難題,黃三文研究員和美國佛羅里達大學哈里·克利(Harry Klee)教授組成了20人的聯(lián)合研究團隊,歷時4年多的協(xié)同攻關,終于發(fā)現(xiàn)了番茄風味調(diào)控機制,為番茄風味改良奠定了基礎。
風味不像產(chǎn)量、抗病性、外形、色澤等易于量化的育種性狀,這一特性能“感覺到”,但“看不見、摸不著”,這就決定了研究的難度。該研究團隊組織了一個170人的“品嘗小組”,對100多種番茄進行了多次嚴格的品嘗實驗,并利用數(shù)據(jù)模型分析確定了33種影響消費者喜好的主要風味物質(zhì),這些物質(zhì)包括葡萄糖、果糖、檸檬酸、蘋果酸和29種揮發(fā)性物質(zhì),揭示了番茄風味的物質(zhì)基礎。在此基礎上,分析了來自世界各地400多份番茄的風味物質(zhì)含量、并進行基因組測序和生物信息學分析,獲得了控制風味的250多個基因位點,從而首次闡明了番茄風味的遺傳基礎。其中2個控制含糖量的基因位點,5個控制酸度的基因位點,發(fā)現(xiàn)了一些揮發(fā)性物質(zhì)能夠提高果實的甜感,另一些可以賦予果實花香的氣味。
該研究團隊進一步發(fā)現(xiàn),之所以“西紅柿沒有以前的味道了”,是由于在現(xiàn)代育種過程過于注重產(chǎn)量、外觀等商品品質(zhì),導致了控制風味品質(zhì)的部分基因位點丟失,造成13種風味物質(zhì)含量在現(xiàn)代番茄品種中顯著降低,最終使得番茄口感下降。可喜的是,這項成果為培育美味番茄提供給了切實可行的路線圖。目前研究團隊和育種家們合作已經(jīng)培養(yǎng)出了含糖量提高的番茄新品種,也正力爭恢復番茄原來的濃郁風味,使美味番茄早日進入人們的餐桌。
該研究得到了科技部、國家自然科學基金委、中國農(nóng)科院創(chuàng)新工程、廣東省“珠江人才”的資助,基因組所是該成果的第一完成單位?;蚪M所博士后祝光濤,兼職副教授丹尼斯·提曼(Denise Tieman)是論文并列第一作者。
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