2024年11月13日，来自中国农业科学院黄三文课题组在学术期刊《自然》发表了标题为“Releasing a sugar brake generates sweeter tomato without yield penalty.”的研究新成果，发现释放“糖刹车”会产生更甜的番茄，但不会影响产量。
番茄是全世界最有价值的蔬菜作物，对人类饮食的整体健康和营养做出了重大贡献。番茄果实质量的一个关键组成部分是可溶性固形物含量 （SSC）。糖类，主要是果糖和葡萄糖，约占番茄果实中 SSC 总部分的 55% 至 65% 和总固体的 50%。糖含量和糖/酸比是影响口味的主要成分，约占消费者整体喜好的一半.大多数消费者喜欢更甜的西红柿。较高的糖含量也对加工西红柿的经济价值有积极贡献；当生产糖浓度为 28% 的番茄酱时，SSC 从 4% 增加到 5% 可以减少高达 25% 的原材料消耗。然而，商业番茄品种的含糖量普遍较低，因为它与果实大小成反比，并且种植者优先考虑的是产量而不是风味。
研究人员发现了两个控制果实含糖量的基因，即番茄（Solanum lycopersicum）钙依赖性蛋白激酶27（SlCDPK27；又称SlCPK27）及其同源物SlCDPK26。它们通过磷酸化蔗糖合成酶，促进蔗糖合成酶的降解，从而起到“糖刹车“的作用。利用基因编辑敲除SlCDPK27和SlCDPK26可使葡萄糖和果糖含量增加30%，在不影响果实重量或产量的情况下提高甜度。
SlCDPK27 的表达模式和亚细胞定位
虽然突变体产生的种子数量较少、重量较轻，但它们的萌发正常。总之，这些研究结果使人们对控制番茄果实糖分积累的调控机制有了深入了解，并为在不牺牲果实大小和产量的情况下，提高大果栽培品种的糖分含量提供了可能。
文章来源：
Zhang, Jinzhe, Lyu et al,Releasing a sugar brake generates sweeter tomato without yield penalty. DOI: 10.1038/s41586-024-08186-2，Nature：最新IF：69.504
