番茄果实品质育种的研究进展最终版本.doc

文 献 综 述 题 目： 番茄果实品质育种的研究进展 番茄果实品质育种的研究进展摘要:番茄(Lycopersicum esculentumMill.),又称西红柿、番柿,起源于热带、亚热带地区,属茄科番茄属。番茄本身可鲜食、作为沙拉或在许多食谱中作为配料，也可形成加工产品如番茄酱、去皮整形番茄、切丁、以及各种形式的果汁和饮料。番茄是在世界地方是一种最喜爱的园林植物，含有重要维他命和营养素来源，是一个在经济上重要的农业商品。优良的番茄品种,要求果实有较好的外观、良好的风味、较高的营养价值和较高的硬度。目前,与国外蔬菜相比,中国番茄在商品性和营养品质方面存在明显的差距。本文主要探讨了番茄品质性状的评价及品质育种研究现状，重点探讨了果实品质相关基因的克隆、分子标记研究和转基因研究。关键词:番茄；品质；育种；发展番茄果实风味是一个由糖、酸、氨基酸、矿物质和挥发性化合物共同构成的复合品质性状[1-3],它受到多种遗传组分和非遗传因素的双重影响[4-6]。人们对风味的感知能力是多种信号综合起来的结果。对于番茄来说,在很大程度上风味不仅决定于糖和酸的含量,而且与糖/酸比值有很大关系[7]。生产实践表明,在番茄果实糖和酸含量都高的情况下,则番茄风味浓郁;低酸高糖会使番茄淡而无味;高酸低糖就显得酸味比较重;低酸低糖番茄的风味一定不会好。Zanor等对番茄糖和酸含量的研究发现,樱桃番茄品种与大果型番茄相比,谷氨酸含量相当高[8]。这可能是樱桃番茄比其它亲本更有风味的原因。番茄果实含有约400种挥发性有机化合物[9],而决定鲜食番茄风味的有15～20种[10]。这些挥发性化合物的前体一般是脂肪酸、碳水化合物和氨基酸。因此,番茄果实品质的化学构成对于消费需求来说是至关重要的[11，12]。1. 番茄品质性状的评价1.1　外观品质　外观品质是番茄重要的商品指标,要求果实着色均匀,颜色较深,果面有光泽,果形指数接近1,果面光滑无棱褶,果蒂痕小,梗洼木质化部圆小,无纵裂或环裂,果肩和近果梗部分同时成熟并呈同一果色。番茄果实的大小,单个果实重量和颜色根据不同用途和不同地区消费习惯而有不同的标准。1.2　风味品质　 番茄果实可溶性固形物含量的高低,影响番茄的风味。良好的风味要有较高的含糖量和较高的糖酸比,合适的糖酸比值为7～10。一定的含酸量也是良好风味所必需的,否则即使有良好的糖酸比和含糖量,也会感到缺乏甜酸适度的口味。1.3　营养品质　番茄果实较好的营养价值,除糖、酸外,主要在于维生素C和维生素A原的含量。番茄果实中的维生素A原主要由β-胡萝卜素(一种橙色色素)转变而来。红果品种的主要色素—番茄红素并没有维生素A原的活性,而增加番茄红素的基因(如深红色基因og)则减少维生素A原的含量。消费者中广泛存在“愈红愈好”的观念对番茄营养价值的育种造成困难[13]。美国流行病学家通过调查和动物试验,证明番茄红素具有预防和抑制恶性肿瘤和癌症的作用。2. 番茄品质育种的进展2.1分子标记辅助育种技术与番茄品质育种 目前，番茄品质性状的遗传已经从外部品质和生理生化品质指标的研究逐步向分子水平深入和发展 [14,15],用多次回交的方法将 L. cheesmanii的高可溶性固形物含量基因导入普通番茄中，得到了 2 个可溶性固形物含量较高的材料 89113-3 和 89111-2。 Paterson 和 Lander、Azanza 和 Young利用 RFLP 标记筛选到一些与可溶性固形物含量相关的 QTL 位点，并发现其主效位点位于番茄第 7 条染色体上[16,17]。Chetelat 等同样利用分子标记辅助选择将一种酸性蔗糖酶缺失基因（sucr）导入普通番茄中，明显地提高了果实的可溶性固形物含量、可滴定酸度和番茄酱的产出率[18]。 Georgelis 等以小果型番茄 PI270248（糖含量高）为母本，大果型番茄 7833-1-1-1（糖含量低）为父本进行杂交，发现了 6 个与糖含量高连锁的 RAPD 标记[19]。 除了对可溶性固形物含量的研究之外，在高色素基因方面主要是刘仲齐等以番茄高色素基因 hp1和 hp2的突变位点为目标进行分子标记，成功地筛选出了对 hp1和 hp2分别具有高度特异性的 2 对引物，并以这 2 对引物所产生的分子标记为依据，合成了含有 hp1和 hp2的双突变体[20]。 2.2基因工程与番茄品质育种 2.2.1 转基因技术 番茄是最早作为基因转化研究的高等植物之一，其基因转化技术主要采用根癌农杆菌介导法。1994 年 Flaw Saw 延熟番茄成为全球首例批准上市的转基因作物。目前，转基因番茄主要研究方向，一方面集中在研发抗病毒、抗真菌及细菌、抗虫、抗除草剂、抗盐碱、抗冷、延熟等改良番茄新品系；另一方面，已