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全球首个“爆米花”香味栽培番茄问世

2026年02月12日 13:57  |  作者:高志民  |  来源:人民政协网 分享到: 

人民政协网2月12日电(记者 高志民)咬一口番茄,却能闻到浓郁的“爆米花”香气?这听起来新奇的场景,如今已成为现实。近日,湘湖实验室生物技术研究院徐盛春团队联合澳大利亚阿德莱德大学等多家单位,成功创制出全球首个具有“爆米花”特征香味的栽培番茄新种质,相关研究成果已在《农业科学学报(英文)》(Journal of Integrative Agriculture.JIA)优先在线发表,为番茄风味改良开辟了全新路径。

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番茄是全球种植最广、消费最多的果蔬之一,酸甜多汁的口感深受大众喜爱,其风味和营养品质更是消费者关注的核心。然而,在漫长的驯化和人工改良过程中,为了追求更高的产量、更强的耐储性和抗性,控制番茄风味的部分基因逐渐丢失,导致如今不少栽培番茄口感寡淡、风味流失,难以重现小时候的浓郁滋味,这也限制了番茄风味品质和产品附加值的进一步提升。因此,赋予番茄独特香气,成为作物风味育种领域中一个颇具吸引力的研究目标。

科研团队的灵感,来自我们熟悉的香米。大家吃香米时闻到的独特香气,主要来自一种名为2-乙酰基-1-吡咯啉(简称2-AP)的物质,它也是“爆米花”香气的核心贡献者。此前科学家已发现,在香米、高粱、谷子、花生等多种作物中,BADH2基因的功能受损会导致2-AP含量升高,进而产生“爆米花”香气,这一机制在多种作物中均保持保守。但番茄中的BADH2基因是否具有相同功能,能否通过调控该基因番茄产生独特香气,此前一直是个未解之谜。

为了解开这个谜团,科研团队展开了系统性研究。他们首先在番茄基因组中精准鉴定出两个BADH家族基因——SlBADH1和SlBADH2,随后借助被誉为“基因魔剪”的CRISPR/Cas9基因编辑技术,在番茄栽培品种“Alisa Craig”中,分别及同时敲除了这两个基因,通过对比实验验证它们的具体功能。

实验结果带来了惊喜:单独敲除SlBADH2基因,番茄的叶片和果实就会产生明显的“爆米花”香气,且2-AP含量显著上升,这清晰表明SlBADH2是调控番茄2-AP合成的关键基因;而同时敲除SlBADH1和SlBADH2的双突变体,其叶片和果实中的2-AP含量,比单独敲除SlBADH2的单突变体高出四倍以上,说明SlBADH1也正向参与调控2-AP的积累。

更让人欣慰的是,这些带有“爆米花”香气的番茄突变体,在开花时间、株高、单果重、可溶糖和有机酸等主要农艺性状上,与普通野生型番茄没有显著差异,真正实现了“风味改良不减产”的目标——既让番茄拥有了独特香气,又不影响其产量和原有口感,完美兼顾了风味与产量两大核心需求。

据悉,这项突破性研究不仅首次在番茄中揭示了SlBADH2基因控制2-AP生物合成的主导作用,更通过多基因编辑策略,成功将香米中的“爆米花”香气性状导入番茄,创制出全球首例具有该特征香味的栽培番茄材料。其意义远不止培育出一个新奇番茄品种,更为通过编辑保守的香气代谢通路,跨物种改良蔬菜风味提供了宝贵的概念验证和有效范例,未来有望据此培育出更多带有独特香气的蔬菜新品种。

湘湖实验室徐盛春研究员和于景印研究员为该文章的共同通讯作者,郑鹏副研究员、蒋伟和陈琼琳博士后为共同第一作者,杭州种业集团有限公司、浙江省农业科学院数字农业研究所、澳大利亚阿德莱德大学的研究人员参与了合作。该研究得到了国家自然科学基金、浙江省“三农九方”农业科技协作项目和中国博士后科学基金的资助,彰显了我国在作物风味育种领域的科研实力。

编辑:马嘉悦