RESEARCH-PGR: Regulation of tomato fruit flavor and nutrition quality

研究-PGR:番茄果实风味和营养品质的调节

基本信息

  • 批准号:
    1855585
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 248.49万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2019-05-01 至 2024-04-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Tomato is the most valuable fruit or vegetable grown worldwide. This project uses genetics and biochemistry to understand how the tomato synthesizes flavor and nutritional chemicals. Flavor and nutrition are critical targets for improvement of agricultural crops in our modern society. Unhealthy shifts in diets can be countered by producing more flavorful, attractive and nutritious foods. Globally, biofortified food crops can address micronutrient malnutrition affecting millions of the poorest people. Better tasting, more nutritious, longer shelf-life food crops could have far reaching effects on world food production and sustainability. If fruits and vegetables taste better, people will eat more of them. Tomato fruit ripening involves simultaneous expression of more than 1000 genes. How the many metabolic pathways involved in different aspects of ripening are regulated is largely unknown. This project uses systems approaches to identify the regulators of each pathway, defining a regulatory hierarchy of genetic control on the entire process. The knowledge gained will in turn facilitate improvements in specific traits such as flavor and vitamin content. In addition to interdisciplinary training of the next generation of scientists, a citizen science project will leverage the public's keen interest in tomatoes. Individuals will be enrolled in an amateur plant breeding program to identify new varieties for the home garden. They will collect data on performance of experimental lines relative to a standard check variety, Better Boy, across North America. The citizen input will be the basis for which varieties are released.Prior efforts have established the tomato fruit as a paradigm for understanding the genetic control of complex, multigenic traits. The unifying project objective is to identify regulators of important fruit ripening, nutrient and flavor pathway genes to facilitate both more complete understanding of fruit maturation and develop tools for crop improvement. This project uses a systems approach involving genetics, biochemistry, molecular biology, physiology, genomics, informatics and metabolomics to define important components of the regulation of fruit quality-related processes and pathways and functionally characterize identified genes. Public genomics resources enabling additional tomato and translational research for improvement of additional fruit crops will be developed. Specific research objectives center on development of data sets that shed light on regulatory interactions, analysis of resulting data with the goal of functional characterization of a subset of high priority regulatory genes and public release of data through existing databases (http://ted.bti.cornell.edu and http://ted.bti.cornell.edu/epigenome/). All of the discovered genes will be freely available to all for marker-assisted breeding.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
番茄是世界上最有价值的水果或蔬菜。该项目利用遗传学和生物化学来了解番茄如何合成风味和营养化学物质。 风味和营养是现代社会改善农作物的关键目标。不健康的饮食变化可以通过生产更美味,更有吸引力和更有营养的食物来应对。在全球范围内,生物强化粮食作物可以解决影响数百万最贫困人口的微量营养素营养不良问题。口感更好、更有营养、保质期更长的粮食作物可能对世界粮食生产和可持续性产生深远影响。如果水果和蔬菜味道更好,人们会吃更多。番茄果实成熟涉及1000多个基因的同时表达。如何参与成熟的不同方面的许多代谢途径的调节在很大程度上是未知的。该项目使用系统方法来确定每个途径的调节器,定义整个过程的遗传控制的调节层次。所获得的知识将反过来促进特定性状的改善,如风味和维生素含量。除了对下一代科学家进行跨学科培训外,一个公民科学项目将利用公众对西红柿的浓厚兴趣。个人将参加业余植物育种计划,以确定新品种的家庭花园。他们将在整个北美收集实验品系相对于标准对照品种Better Boy的表现数据。市民的投入将是品种发布的基础。先前的努力已经建立了番茄果实作为理解复杂的多基因性状的遗传控制的范例。统一的项目目标是确定重要的水果成熟,营养和风味途径基因的调节因子,以促进更全面地了解水果成熟和开发作物改良工具。该项目采用涉及遗传学、生物化学、分子生物学、生理学、基因组学、信息学和代谢组学的系统方法来定义水果品质相关过程和途径的调控的重要组成部分,并对已鉴定的基因进行功能表征。将开发公共基因组学资源,使更多的番茄和转化研究能够改善更多的水果作物。具体的研究目标集中在开发阐明调控相互作用的数据集,分析所得数据,目的是对高优先级调控基因的子集进行功能表征,并通过现有数据库公开发布数据(http:ted.bti.cornell.edu和http://ted.bti.cornell.edu/epigenome/)。所有发现的基因将免费提供给所有人用于标记辅助育种。该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(28)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Deregulation of ζ‐carotene desaturase in Arabidopsis and tomato exposes a unique carotenoid‐derived redundant regulation of floral meristem identity and function
拟南芥和番茄中γ-胡萝卜素去饱和酶的失调暴露了一种独特的类胡萝卜素衍生的花分生组织特性和功能的冗余调节
  • DOI:
    10.1111/tpj.16168
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    León, Patricia
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  • DOI:
    10.1093/plcell/koab120
  • 发表时间:
    2021-05-02
  • 期刊:
  • 影响因子:
    11.6
  • 作者:
    Pan, Changtian;Yang, Dandan;Lu, Gang
  • 通讯作者:
    Lu, Gang
A Solanum lycopersicoides reference genome facilitates insights into tomato specialized metabolism and immunity
  • DOI:
    10.1111/tpj.15770
  • 发表时间:
    2022-05-18
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7.2
  • 作者:
    Powell, Adrian F.;Feder, Ari;Usadel, Bjoern
  • 通讯作者:
    Usadel, Bjoern
The tomato pan-genome uncovers new genes and a rare allele regulating fruit flavor
  • DOI:
    10.1038/s41588-019-0410-2
  • 发表时间:
    2019-06-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    30.8
  • 作者:
    Gao, Lei;Gonda, Itay;Fei, Zhangjun
  • 通讯作者:
    Fei, Zhangjun
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    Ramsey J, Fish T
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  • 通讯作者:
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