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番茄好不好吃,叶片形状很关键!

 昵称37581541 2020-01-01

番茄是世界上种植范围最广的蔬菜之一并且与人类生活密切相关,番茄品质改良的研究是影响其商业规模的重要因素。过去对番茄改良的研究主要集中在开花、果实形状以及抗病性等特性上,但是却忽略了诸如叶片形状等性状的潜在影响。美国University of California的Neelima R. Sinha课题组2013在The Plant Cell发表文章表明,叶片复杂而圆整的番茄果糖含量也有所增加【1】。叶片是光合作用的主要场所,因此叶片形状的变化可能会影响光合能力,从而改变果实中糖含量(BRIX)和产量。

祖传番茄(来源:湾区看世界)

'祖传番茄'(heirloom tomatoes)指的是种子没有经过人工变种杂交的纯天然番茄,也就是二战结束前、大型农业开始前的纯品种,由于它的种子很多时候来自家族流传,所以称为“祖传”。祖传番茄对商业上有价值的性状的选择较少,因此保留了广泛的遗传多样性。祖传番茄颜色不同、大小不一、形状多样,并且叶片形态多异,是研究番茄品质变异性的重要材料尽管一系列围绕祖传番茄的育种工作已经开展,但是诸如叶片形状等营养性状却相对被忽略了。

近日,Neelima R. Sinha课题组在New Phytologist在线发表了一篇题为Leaf shape is a predictor of fruit quality and cultivar performance in tomato的研究论文,研究了祖传番茄叶片形态对果实品质的影响,并通过PLS(Partial Least Squares)-Path建模对番茄形态和生理特性之间的复杂关系进行了评估。

该研究分析了具有不同性状的番茄品种,对输入性状(如光合作用、叶片形状、叶片复杂性以及其他营养性状等)和输出性状(如产量、BRIX和营养生物量等)进行PLS-Path建模。研究发现,叶片光合作用极大地促进了水果的营养生物量和糖含量,但对产量产生了负面影响。叶片形状与果实糖含量和产量的综合衡量指标以及总体果实品质密切相关,与窄型叶片番茄相比,圆形叶片(rounder leaves)番茄果实糖含量和品质都有所提高。此外,在研究的所有因素中,只有叶片形状对产量有积极影响,而其他因素则具有负面影响。叶片形状可能通过调节糖的分布影响果实糖含量,因此绕过了光合作用本身的直接影响。

叶片形状对果实含糖量和产量影响模式图

总之,在各种各样的遗传背景下,叶片形状对产量和果实含糖量有重要影响,暗示叶片形态在番茄果实品质中起着重要的作用。该研究为未来番茄作物改良提供了新思路。

参考文献
【1】Chitwood DH, Ranjan A, Kumar R, Ichihashi Y, Zumstein K, Headland LR, Ostria-Gallardo E, Aguilar-Martinez J a., Bush S, Neelima R. SinhaCarriedo L, et al. 2014. Resolving Distinct Genetic Regulators of Tomato Leaf Shape within a Heteroblastic and Ontogenetic Context. The Plant Cell 26: 3616–3629.

原文链接:

https://nph.onlinelibrary./doi/abs/10.1111/nph.16403

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