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我院罗杰课题组在cell发表番茄代谢组学研究新进展
时间:2018-01-12

 

   (通讯员 王守创)2018111日,国际顶级学术期刊《Cell》在线发表了我校作物遗传改良国家重点实验室罗杰教授课题组与中国农业科学院深圳农业基因组研究所黄三文研究员课题组关于番茄育种过程中代谢组变化及其遗传基础的最新科研进展。

   论文以“Rewiring of the fruit metabolome in tomato breeding”为题,首次系统的报道了育种过程中,人类的育种行为对番茄代谢组产生的影响。番茄是全世界广泛种植的蔬菜作物,起源于南美洲的安第斯山地带,经过人类对野生番茄的驯化改良,培育出了观赏番茄和现代栽培番茄。为了对番茄育种过程中的代谢变化进行全面解读,对600余份材料进行代谢组分析,结果表明从野生番茄到栽培番茄的育种过程中,具有涩味的毒性抗营养因子茄碱的含量逐渐降低。进一步的遗传分析发现茄碱的自然变异受到5个主要遗传位点控制,且这些位点在驯化及改良过程中受到强烈选择。对其中效应最大的位点是位于10号染色体上包含P450氧化还原酶、酰基转移酶和糖基转移酶的一个基因簇进行体外实验,发现糖基转移酶(Solyc10g085230)外显子上发现一个点突变造成提前终止,显著降低栽培番茄果实中茄碱物质的含量。通过两个主效的位点,能够将主要茄碱含量降低80%。栽培番茄在人类驯化选择过程中发生了各种各样的分化,红粉果实的分化是一种典型的代表。粉色果实因为质地松软、口感细腻而备受消费者所喜爱。研究表明粉果育种是选择了在转录因子SlMYB12的启动子区域一个导致低水平转录的变异,从而造成粉果番茄中营养因子类黄酮含量大幅下降。另外,研究还表明番茄育种过程中对果重基因的选择及野生渐渗片段对代谢组的影响,首次揭示了育种过程中代谢组变化的“搭车效应”。该研究通过多组学手段对育种过程进行全景式的分析,其大数据资源也将促进番茄营养、健康品质改良研究。

   深圳农业基因组研究所博士后祝光涛博士和我校博士研究生王守创为论文共同第一作者,黄三文研究员和罗杰教授为论文共同通讯作者。本研究得到了国家杰出青年科学基金等的资助。

   论文链接:http://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(17)31499-X

   审核:罗杰

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