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    找回丟失的番茄美味

    找回丟失的番茄美味

    2018-01-22 06:50:24 來源: 南方日報(廣州)


    番茄炒蛋,做法簡單、營養豐富。相信這盤菜對于很多人來說都不陌生。但近些年來,番茄的口味漸漸讓人有了陌生之感——時常能聽到有人說,現在的番茄沒有以前好吃了。

    最近幾年,這一件人們口上說說的小事,卻成了深圳一個科學團隊眼中的大事:番茄是什么時候開始變得不好吃了?原因又是啥?能否找回過往番茄的美味?為了解答這些疑問,中國農科院深圳農業基因組研究所黃三文和祝光濤所帶領的科研團隊進行了長達數年的研究,并且其研究成果多次在《SCIENCE》等科學期刊上發布。

    本期科技能見度,就讓我們跟隨黃三文和祝光濤的腳步,“走進”番茄的內部,去找回丟失的番茄美味。

    南方日報記者 徐勉  見習記者 朱紅鮮

    策劃統籌:張志超

    為何番茄沒了兒時的味道?

    番茄,普通得不能再普通的一種蔬菜,但你可能想象不到,它卻是世界上第一大果蔬作物。同時,番茄也有其非常不普通的一面,在國際種業市場上,高端優質番茄種子的價格甚至一度超過黃金。

    雖然番茄因含有大量礦物質、纖維素等多種營養物質而備受人們喜歡,但是近年來,買番茄的人常常有這樣的抱怨:現在買的番茄不好吃了,沒有了兒時的味道。

    兒時的番茄味難尋,到底是“懷舊”的心理在作怪?還是番茄本身在培育過程中發生了“變異”?中國農科院深圳農業基因組研究所所長黃三文介紹,如今,市面上缺少“番茄味”的現代番茄品種,大多是層層人工選育的結果。正常情況下,選育應該會讓農作物越來越符合消費者的期待。但是,近些年卻出現了市場選擇和消費者口味“脫鉤”的情況。

    中國農科院深圳基因組研究所研究員祝光濤表示,現代育種重視產量、外觀等商品質量,但這些方面的選育并不會讓番茄的味道變得更好,甚至還可能與美味相互矛盾。長此以往,也就導致番茄味也越來越淡。

    除了在選育中控制番茄風味的基因失活或丟失外,現代技術手段也是影響番茄風味的另一個重要原因。

    “不少番茄生長在大棚里,它的花蕊不能正常授粉、結果,為了提高產量和讓番茄擁有較大果實,菜農一般都會在雌花蕊上點一些生長調節劑?!弊9鉂硎?,如今的市面上,為了方便運輸,通常情況下商家會利用藥物對番茄進行催熟,而在品種上,采購商更青睞硬皮、易存儲的品種,而這些都會直接影響番茄的風味。最終,就導致消費者有了一個普遍感受——番茄沒以前好吃了。

    究竟是啥影響番茄的口感?

    究竟什么風味的番茄是好吃的番茄?為此,深圳農業基因所的研究者們嘗試找到公正的“裁判”。研究所通過和美國的科研機構合作,自2012年開始,找來全球170多位不同人種的“品茄人”。一方面,研究者們邀請品茄人對100多種不同品種的番茄口味品鑒打分;另一方面,利用先進儀器,分析出番茄中含有的近千種物質,與品嘗專家的打分進行統計學關聯。最終,他們找出了果糖、葡萄糖、蘋果酸、檸檬酸和29種揮發性物質,“這33種物質對于番茄風味有著決定性作用?!弊9鉂嬖V記者。

    不少人都覺得,番茄的大小、顏色會影響番茄的風味,但深圳農業基因所發現,果實重量基因并不直接決定代謝物含量,而是通過連鎖周圍基因影響番茄內物質的多種含量而改變。也有人覺得,粉色番茄比紅色番茄吃起來更“沙”更好吃。而研究發現,粉色番茄跟紅色番茄的區別不僅僅在顏色上,它們之間還有上百種所含物質的不同,例如紅色番茄含有大量的類黃酮,還有多胺、多酚和等番茄堿物質,這些都影響了番茄的口感。

    “番茄堿物質影響果實的苦味;氨基酸類影響果實的咸味,檸檬酸、蘋果酸影響果實的酸味?!弊9鉂硎?,之前的研究確定了風味的貢獻物質,如何將這些知識準確地應用到美味番茄育種中,就需要對這些物質的代謝途徑和控制基因做進一步的解析,了解其調控的分子機理。

    番茄中有9億堿基對,3.5萬基因,深圳農業基因研究所經過龐大繁復的計算,利用擁有2萬個CPU、50萬億次計算能力的超級計算機系統,對每個基因進行檢測,形成了番茄基因的數據庫。

    最終,通過對番茄2600多萬個變異位點與33種風味決定物質的關聯分析,研究者們發現了控制風味的50個基因位點,并確定了10個關鍵基因位點?!斑@些信息為番茄果實風味、營養物質的遺傳調控和全基因組設計育種提供了路線圖?!弊9鉂硎?。

    怎樣找回兒時的番茄美味?

    “盡管我們的祖先對代謝組一無所知,但是這并不影響著他們對番茄代謝組的選擇和改變?!弊9鉂嬖V記者,科學家發現番茄中的980種代謝物,既包含了糖酸類、氨基酸、核苷酸等初級代謝物,也包括類黃酮、多胺類、多酚類、茄堿類等大量次級代謝物。

    研究發現,如今,我們所吃到的番茄實際上是一步步演變而來——野生醋栗番茄經過人們的馴化形成櫻桃番茄(圣女果),櫻桃番茄經過改良形成了大果番茄,大果番茄最終經過分化形成我們日常生活中所見到的不同類型番茄。

    在深圳農業基因所的研究中,他們已通過基因和大數據分析,找到了番茄育種選擇過程歷史中,不同階段對代謝組的影響。

    由于番茄味道有重要的馴化性狀,野生番茄果實苦澀難吃,是因為有較高含量的番茄堿,番茄堿是一種有毒的抗營養物質,取食過量,能引起人們嘔吐和腹瀉。研究發現,栽培番茄之所以好吃,其中重要原因就是人們在培育過程中對番茄堿進行了負選擇。

    所謂馴化,實際上是在番茄種植生長過程中,通過人為的選擇,將人類喜歡的品種留下?!耙慌阎?,最甜或者果最大的種子被繼續種植?!弊9鉂忉尩?,一代又一代番茄種植后,最終人們選擇留下了自己所需的品種。

    而隨著番茄堿遺傳位點的鑒定研究深入,研究者們發現在番茄的基因組中,不同等位基因的有效組合能夠顯著降低番茄堿物質的含量,這為番茄培育開啟了新的思路?!斑^往的培種工作只能通過成品來判斷堿度的含量。如今,通過對番茄基因的檢測,其堿度等很多屬性就一清二楚?!弊9鉂硎?,不但如此,通過基因工程,選擇兩個主效的位點,能夠將主要番茄堿的含量降低80%。

    這些研究,相當于為培植出更美味的番茄提供了育種的線路圖。往后只需要通過對人工嫁接和克隆基因組等方式,就可以將擁有更好風味的基因集中在一個番茄上,形成風味更好的品種。

    深圳農業基因所介紹,針對2017年發表的番茄風味研究成果,他們已聯合青島一家公司,培育出果實重180克的新品種,并在河南扶貧產業園進行種植推廣。此外,在深圳市經信委、果疏公司等相關部門支持下,深圳農業基因所在廣西百色田陽縣打造了20萬畝農林生態扶貧產業示范區,將引進番茄新品種新技術,預計未來兩到三年,廣東人的餐桌上將出現這一跨越性的農科項目“成果”。

    1 為何口感變差

    現代育種重視產量、外觀等商品質量,但這并不會讓番茄味道變得更好。長此以往,導致番茄味道越來越淡。

    不少番茄生長在大棚里,花蕊不能正常授粉、結果,為提高產量和讓番茄擁有較大果實,菜農一般會在雌花蕊上點一些生長調節劑,這也會直接影響番茄風味。

    2 影響味道因素

    番茄堿物質影響果實苦味

    氨基酸類影響果實咸味

    檸檬酸、蘋果酸影響果實酸味

    綜合來說,果糖、葡萄糖、蘋果酸、檸檬酸和29種揮發性物質,對于番茄風味有決定性作用。

    3 如何找回風味

    通過對番茄2600多萬個變異位點與33種風味決定物質的關聯分析,研究者們發現了控制風味的50個基因位點,并確定了10個關鍵基因位點。

    通過對人工嫁接和克隆基因組等方式,可將擁有更好風味的基因集中在一個番茄上,形成風味更好的品種。

     


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