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“寻找儿时番茄味”协同创新成果入选2019中国农业科学10大进展

来源:祝光涛 赵华 发布者: 时间:2019年11月25日

  近日,中国农业科学院发布了《2019中国农业科学重大进展》。快3组所协同创新成果:多重组学研究助力找回“失落的番茄美味”成果成功入选。

  

  该研究揭示了番茄育种中果实代谢物的变化规律,为植物生物学建立了多重组学研究体系,为番茄品质育种奠定了代谢物生物学基础,助力寻找“失落的番茄美味”。该成果由快3组所黄三文团队和华中农业大学罗杰团队共同完成,快3组所负责基因组数据的分析与整合;华中农业大学负责代谢组的测定与数据分析。

  番茄是全球产值最高的蔬菜作物,也是大家餐桌上最为常见的“大众菜”。其实,我们今天所食用的番茄是由一种果重1-2g、酸涩味浓郁的野果子驯化、选育而来的。

  为了解析番茄在长期的驯化和选育过程中,果实的营养和风味物质发生了怎样的变化,研究团队收集了600多份世界各地不同类型的番茄资源,本研究产生了包括基因组,转录组和980种果实代谢物的群体多组学数据。

  

  团队利用多重组学的分析方法发现了调控 514种物质的3,526个信号位点,并进一步构建了番茄果实代谢物生物网络,包括1万个代谢物-基因-遗传位点的互作关系。研究还发现栽培番茄之所以比野生番茄好吃,是因为驯化中负选择了番茄碱。通过基因组分析发现控制此性状的5个主要的遗传位点落在驯化区域,受到了强烈的选择。其中位于10号染色体上有一个新的基因簇,在果实成熟期发挥转化和降解茄碱物质的功能。这些遗传位点为野生资源利用中对番茄碱性状的改良提供了重要的选择靶标。

  野生资源因为具有丰富的遗传和表型变异,在番茄育种中被广泛应用,现代番茄品种中几乎所有的抗病资源都来源于野生番茄。本研究通过分析不同背景的抗病资源和分离群体,发现抗烟草花叶病基因(Tm-2a)野生片段的利用导致果实中几十种代谢物含量发生了显著变化,揭示了野生基因组片段对果实品质的重要影响。

  

  该研究发现的大量调控果实代谢物的遗传位点和生物网络,将为番茄果实风味和营养物质的遗传改良和全基因组设计育种提供重要支撑。基于这些研究成果,快3组所已经培育了风味品质较佳的深爱系列番茄品种,相信这些番茄很快将进入大众的餐桌上。