番茄是世界第一大蔬菜作物，目前中國已成為世界上最大的番茄生產(chǎn)國。近年來，全球性氣候變化和資源短缺等為番茄產(chǎn)業(yè)帶來新的挑戰(zhàn)，而隨著國民消費(fèi)水平的提高和健康意識(shí)的增強(qiáng)，消費(fèi)者對(duì)番茄的需求逐漸從產(chǎn)量需求上升到品質(zhì)需求，番茄產(chǎn)業(yè)面臨的種質(zhì)原始創(chuàng)新不足、集約化栽培管理模式和采后貯運(yùn)加工方式較單一等問題，一定程度上制約了我國番茄產(chǎn)業(yè)的優(yōu)質(zhì)高效可持續(xù)發(fā)展。番茄果實(shí)成熟后迅速軟化，為了延長貨架壽命和減少采后損失，傳統(tǒng)育種往往通過與成熟突變體進(jìn)行雜交，創(chuàng)制耐貯運(yùn)品種，或者在未成熟時(shí)采收用于長距離運(yùn)輸，以上措施常常會(huì)影響番茄果實(shí)綜合品質(zhì)性狀，導(dǎo)致果實(shí)感官品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)下降，這已成為新時(shí)期番茄產(chǎn)業(yè)中亟待解決，同時(shí)也是消費(fèi)者最為關(guān)注的問題。番茄果實(shí)成熟過程中類胡蘿卜素代謝與番茄的外觀品質(zhì)（色澤）、營養(yǎng)品質(zhì)（健康功能）和風(fēng)味品質(zhì)（香氣揮發(fā)物）的形成密切相關(guān)。人類自身不能合成類胡蘿卜素，但每天需要攝入一定量的類胡蘿卜素以維持健康，膳食研究表明人類攝入的番茄紅素80%來源于番茄及其制品，利用生物強(qiáng)化提高番茄及其制品中重要類胡蘿卜素組分的含量，是解決全球性類胡蘿卜素類營養(yǎng)缺乏問題的有效策略。
近日，浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院汪俏梅課題組在Trends in Food Science & Technology（IF5=14.466）在線發(fā)表了題為Carotenoid biofortification in tomato products along whole agro-food chain from field to fork的綜述論文，從番茄農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐和全民健康需求出發(fā)，提出番茄全產(chǎn)業(yè)鏈類胡蘿卜素綠色可持續(xù)生物強(qiáng)化策略。
該研究內(nèi)容主要涵蓋（1）育種：從源頭上創(chuàng)制優(yōu)質(zhì)番茄品種，系統(tǒng)總結(jié)采用經(jīng)典的雜交育種、分子標(biāo)記輔助育種，以及代謝工程和基因編輯技術(shù)等培育類胡蘿卜素組分和含量優(yōu)化的功能型品種的最新進(jìn)展；（2）采前：從類胡蘿卜素代謝調(diào)控角度闡明了適宜的栽培措施和環(huán)境條件改善類胡蘿卜素和果實(shí)品質(zhì)的效應(yīng)，并深度挖掘了番茄作為中國第一大設(shè)施蔬菜所蘊(yùn)含的減碳潛力：全面總結(jié)適度控水栽培、農(nóng)業(yè)廢棄物發(fā)酵進(jìn)行二氧化碳加富、合理光照管理和綠色化學(xué)調(diào)控等番茄栽培管理措施所蘊(yùn)含的碳減排潛力，減少農(nóng)業(yè)溫室氣體排放，助力碳中和目標(biāo)實(shí)現(xiàn)；（3）采收和采后：在系統(tǒng)總結(jié)不同采收成熟度、采后貯藏、運(yùn)輸物流、烹飪加工等對(duì)番茄產(chǎn)品類胡蘿卜素代謝和品質(zhì)性狀影響的基礎(chǔ)上，提出最大限度維持番茄類胡蘿卜素和采后品質(zhì)的措施。
本文在團(tuán)隊(duì)前期番茄類胡蘿卜素代謝網(wǎng)絡(luò)與品質(zhì)調(diào)控研究基礎(chǔ)上，對(duì)整個(gè)農(nóng)業(yè)食品鏈中影響類胡蘿卜素生物強(qiáng)化的因素進(jìn)行全面梳理，系統(tǒng)總結(jié)各個(gè)環(huán)節(jié)中提高番茄營養(yǎng)價(jià)值和產(chǎn)品品質(zhì)的技術(shù)措施，基于多學(xué)科交叉、新技術(shù)應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)新需求，提出未來基于人工智能對(duì)消費(fèi)者需求和全球氣候變化的預(yù)測(cè)，CRISPR/cas9為代表的基因編輯技術(shù)在育種中的應(yīng)用，以及利用多組學(xué)聯(lián)合分析建立番茄果實(shí)品質(zhì)與類胡蘿卜素代謝之間的相關(guān)性，進(jìn)行以培育類胡蘿卜素生物強(qiáng)化番茄新品種為起點(diǎn)的全產(chǎn)業(yè)鏈生物強(qiáng)化策略。本文將番茄類胡蘿卜素代謝調(diào)控網(wǎng)絡(luò)研究和功能性食品科學(xué)等領(lǐng)域最新成果運(yùn)用于番茄品質(zhì)提升和全民健康工程的產(chǎn)業(yè)需求中，為通過番茄全產(chǎn)業(yè)鏈綜合管理改善番茄營養(yǎng)品質(zhì)和類胡蘿卜素生物強(qiáng)化提供了新思路。
浙江大學(xué)博士生孟凡亮和碩士生李園園為論文共同第一作者，浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院特聘副研究員劉麗紅博士和汪俏梅教授為共同通訊作者。這項(xiàng)工作得到了國家自然科學(xué)基金（重點(diǎn)項(xiàng)目31830078，青年基金32002024）和國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2019YFD1001904-03）等課題的資助。
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