近年來，消費(fèi)者常會(huì)抱怨“現(xiàn)在的西紅柿越來越?jīng)]有以前的味兒了”。來自深圳的科研團(tuán)隊(duì)經(jīng)過4年多的攻關(guān)，最終發(fā)現(xiàn)了番茄風(fēng)味調(diào)控機(jī)制，為番茄風(fēng)味的改良奠定了基礎(chǔ)。
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(jì)，2014年全球番茄產(chǎn)值達(dá)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(fēng)味品質(zhì)更受關(guān)注。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所研究員黃三文和美國科學(xué)院院士、佛羅里達(dá)大學(xué)Harry Klee教授曾組成20人的研究團(tuán)隊(duì)，在協(xié)同研究后終于發(fā)現(xiàn)了番茄風(fēng)味變化的奧秘。
黃三文告訴記者，風(fēng)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。為此，研究團(tuán)隊(duì)組織了170人的“品嘗小組”，對(duì)100多種番茄開展多次嚴(yán)格的品嘗實(shí)驗(yàn)，并利用數(shù)據(jù)模型分析確定了33種影響消費(fèi)者喜好的主要風(fēng)味物質(zhì)，揭示了番茄風(fēng)味的物質(zhì)基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，分析了來自世界各地400多份番茄的風(fēng)味物質(zhì)含量，作出基因組測序和生物信息學(xué)分析，獲得了控制風(fēng)味的約50個(gè)基因位點(diǎn)，從而首次闡明了番茄風(fēng)味的遺傳基礎(chǔ)。
黃三文和研究團(tuán)隊(duì)還進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，西紅柿沒有以前的味道，是由于現(xiàn)代育種過程過于注重產(chǎn)量、外觀等商品品質(zhì)，導(dǎo)致控制風(fēng)味品質(zhì)的部分基因位點(diǎn)丟失，造成13種風(fēng)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。這一研究成果為培育美味番茄提供了切實(shí)可行的路線圖，目前研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)和育種家們合作培養(yǎng)出了含糖量提高的番茄新品種，也正力爭恢復(fù)番茄原來的濃郁風(fēng)味，使美味番茄早日擺上人們的餐桌。
2017年1月27日，番茄風(fēng)味品質(zhì)研究取得重要突破，相關(guān)成果以封面文章的形式發(fā)表在國際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》雜志上。
黃三文表示，果蔬風(fēng)味的獲得與丟失和其次生代謝產(chǎn)物的分布和積累相關(guān)。早在2014年，黃三文曾在《科學(xué)》雜志上發(fā)表過黃瓜苦味形成機(jī)理研究成果，并隨即投入另一個(gè)重要科學(xué)問題研究：葫蘆科其他植物如西瓜、甜瓜等是否也存在類似的分子機(jī)制？經(jīng)過兩年的研究終于闡明了葫蘆科植物苦味性狀趨同馴化與差異進(jìn)化的分子機(jī)制，并首次利用比較基因組學(xué)闡明了不同苦味物質(zhì)間結(jié)構(gòu)細(xì)微差異產(chǎn)生的原因，為系統(tǒng)解析有豐富結(jié)構(gòu)與功能的植物次生代謝產(chǎn)物提供了重要借鑒。
這一研究表明，次生代謝產(chǎn)物是植物在與外界環(huán)境長期相互作用過程中產(chǎn)生的天然化合物，有的具有令人愉悅的清香味；有的卻具有苦味或毒性，是植物合成的“天然農(nóng)藥”，被用來抵御病蟲害等不利環(huán)境。因此，科學(xué)家們希望對(duì)根部和果實(shí)中的苦味性狀作精確調(diào)節(jié)：一方面確保果實(shí)中不積累苦味物質(zhì)，保證商品品質(zhì)；另一方面提高根部的苦味含量，抵御土壤中病菌、害蟲的侵害。
中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所為上述蔬菜品質(zhì)研究提供了相關(guān)的研究條件。該所是深圳市東部第一家國家級(jí)科研事業(yè)單位，現(xiàn)有1200余畝改良的實(shí)驗(yàn)農(nóng)田，并圍繞農(nóng)業(yè)生物組學(xué)基礎(chǔ)、基因組學(xué)與動(dòng)植物育種、基因組學(xué)與動(dòng)植物健康三大主題建設(shè)了18個(gè)學(xué)科方向，目前已獲批各類科研項(xiàng)目100余項(xiàng)，累計(jì)資助金額超過1億元，包括國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃7項(xiàng)，國家自然科學(xué)基金12項(xiàng)，其他國家級(jí)項(xiàng)目5項(xiàng)，并在國際高水平雜志上發(fā)表各類科研論文超過70篇。
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