基于好看和營養(yǎng)的消費需求，創(chuàng)制富含花青苷的農(nóng)產(chǎn)品正成為重要育種目標。然而，關(guān)于好看營養(yǎng)與風味品質(zhì)之間是否存在遺傳交互機制并不清楚。理解上述品質(zhì)之間的交互機制對于創(chuàng)制好看、好吃和營養(yǎng)健康的農(nóng)產(chǎn)品具有重要意義。

近日，浙江大學果實品質(zhì)生物學團隊張波教授在Cell Reports發(fā)表了題為“Multi-omics analysis unravels chemical roadmap and genetic basis for peach fruit aroma improvement”的研究論文，揭示了紅肉類型桃果實芳香品質(zhì)丟失的分子機制，為培育品質(zhì)“內(nèi)外兼修”的完美果實提供了參考依據(jù)。

桃是具有重要商業(yè)價值的水果，年產(chǎn)量超過2400萬噸。然而，目前市場上富含花青苷的紅肉類型桃品種數(shù)量有限。為此，研究小組通過選取不同顏色果肉的桃作為親本，創(chuàng)制了182份雜交材料，其中80個為紅肉類型的桃果實，是目前已有文獻中數(shù)量最多的紅肉類型桃種質(zhì)資源。組織70多人“品嘗小組”開展感官評價，發(fā)現(xiàn)紅肉類型與白肉類型桃果實的風味品質(zhì)存在顯著差異。進一步結(jié)合代謝組學數(shù)據(jù)，明確了影響消費者喜好的10多種風味物質(zhì)。偏最小二乘法判別分析PLS-DA結(jié)果表明，芳香物質(zhì)組分順-3-己烯酯和芳樟醇含量顯著減少，是引起紅肉桃果實香味丟失的主要物質(zhì)基礎(chǔ)。

研究小組通過全基因組關(guān)聯(lián)分析GWAS鑒定出控制桃果實紅肉性狀和風味物質(zhì)形成的關(guān)鍵遺傳位點。利用表達數(shù)量性狀位點eQTL分析方法，鑒別出474個功能性調(diào)控網(wǎng)絡(luò)GRNs，其中轉(zhuǎn)錄因子NAC主導GRN05控制桃果實的外觀和內(nèi)在品質(zhì)。GRN05網(wǎng)絡(luò)中的轉(zhuǎn)錄因子PpBL在紅肉類型桃果實中特異性表達，促進PpMYB10.1表達，激活下游結(jié)構(gòu)基因表達，由此導致花青苷積累和紅色果肉形成；同時，PpBL抑制轉(zhuǎn)錄因子PpNAC1表達，抑制了順-3-己烯酯和芳樟醇的合成，由此導致紅肉類型桃果實的香味丟失。上述結(jié)果表明，轉(zhuǎn)錄因子PpBL在花青苷積累與芳香物質(zhì)合成過程中具有重要調(diào)控作用。

桃果實紅肉性狀和芳香品質(zhì)形成的調(diào)控模式圖 

進一步分析市場上可獲得的紅肉類型桃果實，研究小組發(fā)現(xiàn)順-3-己烯酯和芳樟醇含量也顯著低于白肉類型桃。值得注意的是，芳樟醇和酯類芳香物質(zhì)含量下降在紅肉類型的蘋果、葡萄、李和楊梅果實中具有保守性。由此，果實的花青苷積累和芳香物質(zhì)形成之間存在交聯(lián)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。研究發(fā)現(xiàn)不僅揭示了果實外觀和內(nèi)在品質(zhì)形成的分子機制，也為果實品質(zhì)改良提供了寶貴遺傳資源。

浙江大學曹香梅博士（現(xiàn)浙江農(nóng)林大學副教授）、浙江大學博士研究生蘇奕柯和趙汀研究員為論文共同第一作者。江蘇省農(nóng)科院張妤艷研究員和浙江大學張波教授為論文共同通訊作者。江蘇省農(nóng)科院俞明亮研究員、新西蘭植物與食品研究所Andrew Allan院士、浙江大學Harry Klee院士、陳昆松教授和關(guān)雪瑩研究員為研究提供了幫助。研究工作得到浙江省自然科學基金重大項目、國家自然科學基金和111引智項目支持。