近日，園藝所特色園藝作物課題組在香瓜茄（人參果）研究方面取得一系列突破性研究成果，研究結果相繼發(fā)表于Cells，F(xiàn)ood Research International，F(xiàn)oods，Metabolites，F(xiàn)rontiers in Plant Science國際主流SCI期刊，影響因子累計超過32。這些發(fā)現(xiàn)圍繞香瓜茄側枝調(diào)控和風味物質(zhì)的差異化形成開展了系統(tǒng)性工作，并取得了完整性的成果，對進一步開展香瓜茄應用基礎和分子育種方面的研究開發(fā)工作奠定了基礎。

由于香瓜茄在青海冬季溫室生產(chǎn)中易萌發(fā)側枝影響管理和栽培效率的問題，課題組借助光環(huán)境調(diào)控發(fā)現(xiàn)不同紅藍光配比下香瓜茄側枝發(fā)育有著顯著差異，通過表型鑒定和生理數(shù)據(jù)的分析明確了不同光照對香瓜茄側枝發(fā)育的生理調(diào)控基礎，基于基因表達數(shù)據(jù)的支撐，發(fā)現(xiàn)了一些激素調(diào)控路徑，這是國際上首次報道關于不同光質(zhì)對植物側枝影響的新發(fā)現(xiàn)。2022年8月，該研究以Effects of light spectrum on the morphophysiology and gene expression of lateral branching in Pepino (Solanum muricatum)為題發(fā)表于Frontiers in Plant Science（Q1，6.627）。伴隨上述發(fā)現(xiàn)，課題組繼續(xù)挖掘光響應側枝的調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子，并掌握TCP基因家族在調(diào)控過程中發(fā)揮了重要功能，通過構建調(diào)控網(wǎng)絡和模式作物比較分析，挖掘了重要的側枝響應調(diào)控TCP基因，并為后續(xù)開展基因調(diào)控功能驗證奠定了基礎。2023年3月，該研究以Systematic Investigation of TCP Gene Family: Genome-Wide Identification and Light-Regulated Gene Expression Analysis in Pepino (Solanum Muricatum)為題發(fā)表于Cells（Q1，7.666），兩項研究通過生理和分子層面的解析，深入細化了香瓜茄響應不同光質(zhì)的側枝調(diào)控機制，將為后續(xù)精確開展基因編輯功能驗證和種質(zhì)資源開發(fā)等提供理論依據(jù)。

此外，香瓜茄主要冬季保護地栽培產(chǎn)區(qū)位于我省和甘肅省，不同地區(qū)栽培的同一品種香瓜茄呈現(xiàn)不同的風味和評價，為了明確引起這一現(xiàn)象的內(nèi)在深層次原因，通過對青海海東，甘肅酒泉和武威三個地點的香瓜茄代謝組測定和環(huán)境因子挖掘，首次明確了不同的土壤養(yǎng)分是影響香瓜茄內(nèi)源性代謝物的主要影響因素，并提出了不同的NPK肥料對香瓜茄代謝物形成的模型。該研究于2022年9月以Pepino (Solanum muricatum) Metabolic Profiles and Soil Nutrient Association Analysis in Three Growing Sites on the Loess Plateau of Northwestern China為題發(fā)表于Metabolites（Q2，5.581）。在此基礎上，通過不同人群的風味評價數(shù)據(jù)，結合課題組開發(fā)的機器學習模型，對風味和代謝物數(shù)據(jù)進行了統(tǒng)計分析，進一步挖掘了影響風味相關的代謝物類型，從而貫通了土壤養(yǎng)分-代謝物-風味之間的內(nèi)在關系，本研究以An Exploration of Pepino (Solanum muricatum) Flavor Compounds Using Machine Learning Combined with Metabolomics and Sensory Evaluation為題發(fā)表于Foods（Q1，5.561），為后續(xù)利用不同肥料配比提升香瓜茄風味和栽培條件提供了數(shù)據(jù)支撐。最后我們構建了一個香瓜茄關鍵代謝物和基因的網(wǎng)絡調(diào)控模型，首次利用核心網(wǎng)絡的概念繪制了不同香瓜茄種質(zhì)間的代謝物差異調(diào)控通路，這項發(fā)現(xiàn)以Identification of the key metabolites and related genes network modules highly associated with the nutrients and taste components among different Pepino (Solanum muricatum) cultivars為題于2022年12月份發(fā)表于Food Research International（Q1，7.425）。系列研究從不同的角度出發(fā)為從分子水平和栽培過程改良香瓜茄風味和營養(yǎng)成分提供研究依據(jù)，并為提升高原地區(qū)香瓜茄產(chǎn)業(yè)水平和特色農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了堅實的保障。