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黄三文研究团队绘制番茄风味形成机制——为培育美味番茄提供技术蓝图

来源:|0 发布者:Admin 时间:2017年02月04日

        日前,中国农业科学院深圳农业基因组所黄三文研究团队在番茄风味品质研究中取得重要突破,相关研究成果将于农历除夕(1月27日)以封面文章的形式发表在国际顶级学术期刊《科学》(Science)杂志上。

        番茄是世界第一大蔬菜作物,根据世界粮农组织统计,2014年全球番茄产值是962.8亿美元,在蔬菜和水果中居于首位。我国以鲜食番茄为主,其风味品质更受关注,然而近年来消费者常常抱怨“现在的西红柿越来越没有以前的味儿了”。为了解决这一难题,基因组所黄三文研究员和佛罗里达大学Harry Klee教授组成了20人的研究团队,历时4年多的协同攻关,终于发现了番茄风味调控的机制,为番茄风味的改良奠定了基础。

        风味不像产量、抗病性、外形、色泽等易于量化的育种性状,这一特性能“感觉到”,但“看不见、摸不着”,这就决定了研究的难度。研究团队组织了一个170人的“品尝小组”,对100多种番茄进行了多次严格的品尝实验,并利用数据模型分析确定了33种影响消费者喜好的主要风味物质,这些物质包括葡萄糖、果糖、柠檬酸、苹果酸和29种挥发性物质,揭示了番茄风味的物质基础。在此基础上,分析了来自世界各地400多份番茄的风味物质含量、并进行基因组测序和生物信息学分析,获得了控制风味的约50个基因位点,从而首次阐明了番茄风味的遗传基础。

        研究团队进一步发现,之所以“西红柿没有以前的味道了”,是由于在现代育种过程过于注重产量、外观等商品品质,导致了控制风味品质的部分基因位点丢失,造成13种风味物质含量在现代番茄品种中显著降低,最终使得番茄口感下降。令人欣喜的是,这项成果为培育美味番茄提供给了切实可行的路线图。目前研究团队和育种家们合作已经培养出了含糖量提高的番茄新品种,也正力争恢复番茄原来的浓郁风味,使美味番茄早日进入人们的餐桌。

 

        国际合作是这个项目成功的关键,为此美国科学院院士Harry Klee教授作为兼职教授加入了基因组所。基因组所博士后祝光涛、兼职副教授Denise Tieman是论文并列第一作者。研究得到了科技部、国家自然科学基金委、中国农科院创新工程、广东省“珠江人才”的资助,同时也受到了深圳市以及大鹏新区等部门的大力支持,基因组所是该成果的第一完成单位。近年来基因组所在农业基因组研究等方面取得了一系列突破,在国际顶级杂志上发表了一批有影响力的文章,提升了深圳市在植物学领域的国际研究地位,也为即将在深圳召开的“2017年国际植物学大会”取得了一个“开门红”。


 Denise Tieman, Guangtao Zhu, Marcio F. R. Resende Jr., Tao Lin, Cuong Nguyen, Dawn Bies, Jose Luis Rambla, Kristty Stephanie Ortiz Beltran, Mark Taylor, Bo Zhang, Hiroki Ikeda, Zhongyuan Liu, Josef Fisher, Itay Zemach, Antonio Monforte,  Dani Zamir, Antonio Granell, Matias Kirst, Sanwen Huang, Harry Klee. A chemical genetic roadmap to improved tomato flavor. Science 355, 391–394 (2017)  

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