金鸡到,好事来!
区区君掐指一算,1月28日是鸡年大年初一,我大深圳又有好消息了!
深圳两家国家级科研机构之一的中国农业科学院深圳基因组所(下简称“基因组所”)的科学家与美国科学家联手,历时4年多,破解了一个“天”字号的大难题——为什么番茄没有小时候的好吃呢?并在今天以封面文章发表在世界顶级期刊《科学》(Science)上。
深圳市委书记、市长许勤对此专门发去短信祝贺,写道:
“
祝贺你们取得科学新成就!
”
是谁偷去了番茄的美味,这有多重要?
区区君要说:这非常重要!
没有番茄炒鸡蛋的童年是不完整的,不会做番茄炒鸡蛋这道“国菜”的人也妄为中国人……
于是,像我们一样吃着番茄炒鸡蛋长大的中国科学家,本着寻找番茄美味的初心,历时4年多科研攻关,终于发现了番茄风味调控机制。
日前,基因组所副所长黄三文向媒体记者介绍了此次科研成果。
为什么要研究番茄?
不知何时开始,常听人们抱怨“黄瓜没有黄瓜味”、“番茄没有番茄味”……现在的蔬菜水果好像都失去了原有的风味。可是为什么科学家要从研究番茄入手呢?
番茄可是蔬菜界的“一哥”呢!
番茄是世界第一大蔬菜作物。根据世界粮农组织统计,2014年全球番茄产值为962.8亿美元,在蔬菜和水果中居于首位。美国《时代》(Time)周刊所评出的“十佳食品”中包括番茄、菠菜、西兰花和大蒜4种蔬菜,番茄居于首位。
此次研究团队领军人物黄三文接受采访时表示,因为番茄不仅受人欢迎,营养价值极高,而且近年来科学家们对于番茄基因研究屡有突破。
2012年,由14个国家的300多位科学家组成的“番茄基因组研究国际协作组”经过8年多努力完成了番茄全基因组精细序列分析,黄三文当时负责第11号染色体测序。2014年,黄三文领导的国际番茄变异组研究团队通过对世界各地的360份番茄种质进行了重测序分析,构建了完整的番茄遗传变异组图谱。
此次,为了找到番茄美味的奥秘,黄三文与美国佛罗里达州立大学教授Harry Klee联合组成了20人的研究团队,花了4年多时间,谜底终掀。
研究究竟有所难?
你以为有了这些科研基础,研究番茄美味的奥秘就易如反掌了吗?科学家告诉你,并非如此。
“风味不像番茄的外形、色泽、产量,甚至抗病性,这些可量化的育种性状。”黄三文说,风味是“看不见、摸不着”的。
100个人眼中有100个哈姆雷特,也许100个人嘴巴里有100个番茄好吃的标准,有的爱甜,有的爱酸。怎么判定呢?
为了找到符合大多数人的美味标准,美国科学院院士、基因组所兼职教授、美国佛罗里达州立大学教授Harry Klee牵头
在美国严格筛选170位18到70多岁的“名嘴”
组成“品尝小组”。
据了解,挑选的基本标准是有一张挑剔的嘴巴和一个敏感的鼻子。
黄三文解释,科学家认为,人感觉到好吃主要是味觉和嗅觉两大指标,嘴巴一般能够体会到的是酸甜苦辣咸五种味道,而鼻子所能体会到的嗅觉却是更加丰富的,“这主要由挥发性物质来决定。”
170位“名嘴”对100多种番茄进行了多次严格品尝,并逐一打分。“好不好吃确实是个性化的选择,但我们尝试从中寻找一些共通之处,像大家都觉得少点苹果酸,多点柠檬酸更好吃。”科学家们利用实验数据,加上模型分析,最终确定了番茄中33种影响风味的主要物质,包括葡萄糖、果糖、柠檬酸、苹果酸和29种挥发性物质。
为什么会越来越不好吃?
找到了这33种物质,就有了判定番茄风味的物质基础。
研究团队在此基础上,分析了来自世界各地的400多份番茄样本,分别进行风味物质含量检测,基因组测序和生物信息学分析,获得了控制风味的250多个基因位点。首次阐明了番茄风味的遗传基础,在番茄所有4万个基因位点中有250多个决定了它的风味。
科学家们进一步发现,番茄越来越不好吃的原因:
现代育种过程让部分基因位点丢失
原来在现代育种过程中,人们过去注重大小、色泽等外观,以及增加产量,导致番茄中控制风味的部分基因位点丢失。比如,番茄个头越大,含糖量越低,野生番茄一般果重2.1克,平均含糖量为6.8;樱桃番茄13.13克,含糖量为5.5;一般做菜的大果型番茄111.3克,含糖量只有4.4.“其中有13种风味物质含量在现代番茄品种中显著降低,最终使得番茄口感下降。”科学家指出。
果实中高含量糖控制位点在驯化中丢失,果重和含糖量成负相关。
“这一研究成果为培育美味番茄提供了切实可行的路线图。”黄三文透露,该团队已与育种家们合作培育出含糖量高达6的大果型番茄,比目前市面大果型番茄含糖量大幅逾提升36%。“首批收成的大果型番茄小量销售,消费者反馈都很不错。”黄三文说,目前基因组所在大鹏新区试验田里也种了一批,预计3月将会结出第一批产自深圳的新品种番茄。而预计两三年内,这样含糖量更高的大果型番茄将可以实现量产。
培育出又甜又香的番茄是科学家和育种家们的目标。
更甜,只是科学家的第一步。黄三文还透露,未来将从挥发性物质入手,努力在5年时间内让番茄变得更香。
科研人员正在进行基因检测操作。
第一作者最爱吃“番茄炒鸡蛋”
北京时间1月28日,大年初一,这一科研成果所写成的《改良番茄风味的化学和遗传路线图》即将作为封面文章,登上世界顶级期刊《科学》(Science)封面。记者看到了提前“剧透”的封面,满是红彤彤的番茄,加上“更美味的番茄”字样,十分符合中国人新年喜庆的路线。
在发布会上,黄三文表示,基因组所是该项研究的第一完成单位,研究得到了科技部、国家自然科学基金委、中国农科院创新工程、广东省“珠江人才”的资助,同时也受到了深圳市、大鹏新区及相关部门的大力支持。
随后,黄三文隆重介绍了一位腼腆的年轻人——祝光涛,这位深圳培养的博士后与基因组所兼职副教授Denise Tieman为本篇论文的并列第一作者。
祝光涛正在温室照料研究用的番茄种苗。
今年刚满31周岁的祝光涛,在中国农科院蔬菜花卉研究所攻读博士期间,已作为第一作者在世界顶级期刊《自然—遗传学》(Nature genetics)上发表过论文。2014年年底,获得深圳市博士后基金支持,祝光涛在中国农科院深圳基因组所开始了博士后研究工作。“选择研究番茄是因为从小喜欢吃,特别爱吃‘西红柿炒鸡蛋’。”来自潍坊的祝光涛的回答带着山东人的爽朗与憨厚。
祝光涛介绍,基因组所引进了世界范围内600多类番茄,现在种植了300多种。
作为深圳两家国家级科研机构之一,基因组所目前拥有超过160名科研人员,平均年龄仅为27至28岁,其中32名博士后。基因组所所长助理钱万强介绍说,该所2014年1月在深圳创办以来,已在世界顶级期刊上发表了十篇论文,并于2015年11月在大鹏新区成功举办第二届国际农业基因组学大会,奠定了深圳市在植物学领域的国际研究地位。
“今年7月,即将在深圳召开的‘2017年国际植物学大会’,基因组所也是主办单位之一。”钱万强表示,这一成果的发表也为大会的成功召开和深圳科研在鸡年取得了“开门红”。
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