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想知道番茄怎样才能变得更美味?且听深圳科学家解密!

你知道吗?野生番茄是一种果重只有1-2g,酸涩味浓郁的野果子,经过人类千百年的驯化后,才有了如今的大果番茄。具体来说就是醋栗番茄经过驯化形成了樱桃番茄(今天大家常见的圣女果);樱桃番茄经过改良形成了大果栽培番茄。

美味番茄

那么,问题来啦!酸涩的野生番茄如何变成如今的美味番茄?

本着寻找“儿时美味番茄”的初心,以深圳科学家领衔的科研团队历时5年,终于利用基因组学大数据与分子生物学、生物化学等多学科交叉探索了番茄风味形成的机制,破解了番茄风味的基因密码。

2018年1月12日(北京时间),深圳科学家祝光涛、黄三文等研究成果—《番茄育种对果实代谢组的改变》登上了世界顶级学术期刊《细胞》(Cell)。这也是继2017年1月28日发现番茄风味调控机制而登上世界顶级学术期刊《科学》(Science)封面后,再次登上世界顶级学术期刊。

番茄

据介绍,为了找到“什么是好吃的番茄”。2012年开始,黄三文团队便与美国科学院院士、美国佛罗里达大学教授Harry Klee合作,一方面找到了170位品尝专家,请他们对100多种番茄进行品鉴打分;另一方面,利用先进仪器,分析出番茄中含有的1000种物质,与品尝专家的打分进行统计学关联,最终找出了果糖、葡萄糖、苹果酸、柠檬酸和29种挥发性物质,“这33种物质对于番茄风味有着决定性作用。”

番茄有9亿碱基对,3.5万基因,它们又与33种决定番茄风味的物质怎样发生关联的? “基因组所利用2万个CPU、拥有50万亿次计算能力的超级计算机系统,完成了这个堪称全世界农业科学界首次完成的如此庞大的计算。”黄三文透露。

通过对番茄2600多万个变异位点与33种风味决定物质的关联分析,科学家发现了控制风味的50个基因位点,并确定了10个关键基因位点,以此找到了这些位点的最佳等位基因。

科学家通过刻苦研究,构建了番茄变异组、代谢组和转录组大数据库。

祝光涛表示,研究所有基因变异的变异组收集了610种番茄样本,从中找到了2600万个基因组变异位点;研究所有代谢产物成分与含量的代谢组收集了442份番茄样本,从中找出了980种代谢物;研究所有基因表达情况的转录组收集了339份番茄样本,从中找到了3万多个基因表达量。“这不仅对于番茄研究有用,对于其他植物研究也有着重要价值。”黄三文表示。

通过代谢组大数据库,科学家解析了番茄的育种路径。人们是如何将1克左右的绿色野生番茄,培养成现在大于100克的红色或粉色番茄。科学家认为,首先野生番茄被驯化成为樱桃番茄,就是我们通常说的圣女果;樱桃番茄再经过改良成为大果番茄;大果番茄再通过不同的选择形成不同类型的分化。

文/蒋佳元 孟丽君

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  • 原文链接http://kuaibao.qq.com/s/20180113F0ISLB00?refer=cp_1026
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