
我院果树所与浙江大学合作在枇杷白肉性状遗传与特异风味形成研究上取得重要进展。近日,相关成果以《Occurrence of White Flesh Color and Refreshing Flavor Following Phytoene Synthase 2A Gene Variation in Loquat Fruit》为题在《Journal of Agricultural and Food Chemistry》杂志(中科院一区,IF=5.7)发表了研究论文。果树所苏文炳博士为论文第一作者,陈秀萍研究员和魏伟淋博士为共同第一作者,蒋际谋研究员为通讯作者。该研究在阐明特异风味形成代谢基础的同时,更推动了我国枇杷育种从传统育种时代迈向3.0时代。
本研究随机抽取72份种质,进行类胡萝卜素和黄酮含量相关性分析,发现类胡萝卜素积累能力差异是果实肉色变化的物质基础。对枇杷属内807份材料的基因分型和单倍型分析表明,PSY2Ad-PSY2Ad隐性纯合基因型的出现显著阻断了果肉类胡萝卜素积累,导致果肉呈白色,厘清了枇杷属果肉颜色的演变历程。从实生选育和杂交育成的品种中,分别选择代表性白肉和红肉品种作为实验材料,采集18个品种的成熟果实进行广靶代谢研究,共鉴定出1420个代谢物,其中223个代谢物在两种肉色群体间存在显著的积累差异。白肉枇杷在特异代谢物积累上具有两个鲜明特征:一是有机酸含量低;二是果实类黄酮、香豆素和酚酸等苦涩味化合物含量显著减少。利用机器学习法还发现苦涩物质为红肉品种的特征代谢标志物。以上研究表明,有机酸和苦涩物质积累水平下降赋予了白肉枇杷清爽怡人的味道。这项工作为果实颜色与风味关联变异的机制提供了新见解,率先提出了肉色等多性状联合选择的枇杷品质育种策略,为多性状连锁选择的关键遗传模块发掘奠定了基础。
本研究得到了福建省5511协同创新工程(XTCXGC2021006)、国家自然科学基金(32372654)、福建省自然科学基金(2024J01334)和福建省农业科学院杰出青年项目(JCQN2024001)等项目的资助。(果树研究所 苏文炳)
