1月12日,中国农业科学院深圳农业基因组研究所黄三文研究员领衔的科研团队在番茄风味品质研究中取得重大突破。科学家利用大数据分析,揭示了番茄在驯化和育种过程中营养和风味物质发生的变化,及其调控位点,为番茄果实风味、营养物质的遗传调控和全基因组设计育种提供了路线图。相关科研论文在国际顶尖生命科学领域期刊《细胞(Cell)》2018年第1期发表,这是中国农科院第一次在该刊上发表文章,也是今年中国科学家在该刊上发表的第一篇文章。

番茄是世界第一大果蔬作物,具有重要的经济价值。黄三文带领科研团队利用多重组学的大数据,揭示了在驯化和育种过程中番茄果实的营养和风味物质发生的变化,并发现了调控这些物质的重要遗传位点,为植物代谢物的分子机理研究提供了源头大数据和方法创新。同时,该研究结果为番茄果实风味和营养物质的遗传调控和全基因组设计育种提供了路线图。据悉,《细胞(Cell)》同期发表的评述文章认为:该项研究加深了对作物品质化学的科学认识,将推动高品质品种培育,最终消费者能够从风味更佳、营养更好的食品供应中获益。

自2004年起,黄三文带领科研团队积极参与番茄基因组测序任务。经过10余年的潜心研究,广泛收集了全球600多份不同类型的番茄种质资源,并开展了基因组、转录组、代谢组等多组学分析,产生了约7 Tb的原始序列数据,数据分析获得了2600万个基因组变异位点、3万多个基因的表达量和980种果实代谢物的群体多组学数据,构建了全球最大园艺作物组学数据库。同时,利用基因组学技术阐明了番茄从野生番茄成大果栽培番茄的人工驯化过程,发现了现代番茄风味的丢失的基因调控机制,并发现了控制番茄风味的多个调控路径,为更为营养美味番茄的设计育种提供了路线图。成果自2012年后陆续发表在《自然遗传学(nature genetics)》《科学(Science)》等国际顶级学术期刊上,实现了我国在该领域上由“跟跑”转为“领跑”。

该论文的第一作者为黄三文实验室博士后祝光涛、共同第一作者为罗杰实验室的博士研究生王守创,通讯作者为黄三文研究员和罗杰教授。该项研究是中国农科院基因组所与蔬菜花卉研究所、华中农业大学、美国佛罗利达大学、美国佐治亚大学、德国马普研究所的合作成果,得到了科技部、基金委、中国农科院创新工程和广东省、深圳市的支持。