1月27日大年除夕,国际顶级学术期刊《科学》(Science)杂志,以封面文章的形式,发表中国农科院深圳农业基因组所和蔬菜花卉所黄三文研究团队,破解番茄风味基因密码的科研成果。这一研究成果将解决番茄在保持产量、体量、色泽等商业价值的同时,恢复番茄的“传统味道”。
图为1月27日出版的《科学》期刊封面。
记者在日前召开的该项研究成果新闻发布会上了解到,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,黄三文研究员和美国科学院院士、佛罗里达州立大学Harry Klee教授组成了20人的研究团队,历时4年多的协同攻关,终于破解了番茄风味调控的基因机制,为番茄风味的改良奠定了基础。
新闻发布会现场。
据黄三文研究员介绍,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人不同国度、不同年龄的“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250多个基因位点,从而首次阐明了番茄风味的遗传基础。
黄三文研究员向记者介绍研究成果。
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。这项成果可使番茄含糖量从4%增加到5.5%-6%,并适度降低影响口味的苹果酸的含量,为培育美味番茄提供给了清晰的路线图。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,在未来2-3年内实现量产,使“传统味道”的番茄再现人们的餐桌。
基因组研究所种植的各种番茄。
黄三文表示,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、中国农科院科技创新工程、广东省“珠江人才”的资助,同时也受到了中国农业科学院蔬菜花卉研究所、深圳市以及大鹏新区等部门的大力支持。
黄三文研究员与美国科学院院士。
年仅31岁的深圳农业基因组研究所祝光涛博士后,是本论文的第一作者。
编辑 高原