耐储存且味更美的番茄即将问世

2016-08-01 | 作者: 杨宁 | 标签: 番茄

基因农业网编译(杨宁翻译,Panda校对):番茄软化机制至今仍是未解之谜。Graham Seymour是诺丁汉大学生物科学学院植物生物技术学教授,他鉴定了一个基因,该基因编码一种酶,在番茄果实软化的调控中起重要作用。本文内容来自诺丁汉大学。

番茄(Solanum lycopersicum)是世界上最具价值的水果作物之一,全球年产值超过500亿美元。番茄为我们提供了大量的维他命、矿物质以及有利于健康的植物化学物质。育种家们一直致力于开发产量更高、味道更好、营养更丰富且保存期更长的番茄品种,不过,一些味道很好的品种往往软化很快,保存期很短。

这项研究结果发表于7月25日的学术期刊《自然-生物技术》上,或许有助于通过常规植物育种方式得到味道更好、保存期更长的新番茄品种。

这项名为TomNet的研究由Seymour 教授与来自伦敦大学皇家霍洛威学院的Paul Fraser 教授共同完成。该研究得到了英国生物技术与生物科学研究理事会(BBSRC)及先正达种子公司的赞助,该公司在全球范围内销售蔬菜种子。

Seymour 教授说:“我们的一个主要科学目标就是找到那些有针对性地控制果实软化而不影响其他成熟指标的基因。这类研究工作会得到绝佳的果味和颜色,同时保存期也会变长。”

植物生物学和果实发育中的重大突破

货架期在现代供应链管理中是一个至关重要的因素。为了减小这类损失,人们通过研发杂交品种来延长新鲜果蔬产品的货架期,包括与天然突变体杂交以延缓产品的整个熟期。但是以这种延长货架期的方法常常会损害果实的味道和颜色。

番茄成熟过程中其细胞壁如何分解和软化,这一问题困扰了研究者二十多年。本研究发现了将软化过程从其他果实质量指标中分离出来的关键因素。

Seymour 教授和他的团队发现了一个编码果胶裂解酶的基因,通常情况下,这种酶在番茄成熟期间可使番茄细胞壁中的果胶发生降解。

Seymour 教授说:“我们在实验室中进行的实验表明,如果该基因被关闭,果实的软化速度就会变慢很多,但是颜色的变化以及与味觉相关的一些化合物的累积仍然保持正常速度,包括酸类、糖类和具有香气的挥发类物质。在番茄栽培种的野生近缘种中,果胶裂解酶基因的表达水平存在自然变异,这些自然变异的野生种可用于常规育种实现延长番茄软化的目的。这一发现提供了一种对现代番茄栽培种果实软化进行精确控制的方法。”

该项最新发现建立在番茄基因组测序的基础之上——测序研究由BBSRC资助,于2012年5月发表在《自然》杂志上。

Seymour 教授带领着包括来自帝国理工学院和詹姆斯赫顿研究所的同行们在内的英国研究小组共同完成了这项国际性的研究项目。这一工作还建立在番茄代谢组学的研究之上——同样由BBSRC资助的项目,由Fraser 教授领导研究,结果发表在《自然—科学报告》上。

来自先正达的Charles Baxter说:“这一发现关系到是否能够通过常规植物育种开发的新番茄品种,对于了解果实发育的过程并在植物育种中更精准地控制此过程,也是一个重大进步。”

使用常规植物育种方式,野生番茄可以很容易地与栽培种进行杂交。一种名为潘那利(Solanum pennellii)的野生番茄中,果胶裂解酶基因表达水平较低。这一基因变异可用于培育出软化很慢的番茄栽培种。

皇家霍洛威学院生物化学教授Paul Fraser 说:“该研究也展示了如何能够精确地改变水果成熟特性,而对水果的化学成分不会造成不利影响。这样一来,味道、颜色和营养品质这些消费者的关注点不会受到不利影响,甚至还可能会有所改善。”

Seymour 教授说:“我们已经培育出了一个品系,其中含有一小部分潘那利番茄基因组,包括表达水平较低的果胶裂解酶等位基因。这个品种可以与优质的番茄品种进行杂交。”

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来源:基因农业网

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