中国热带农业科学院香饮所发现蔗糖影响咖啡品质的内在机制

　　阿拉比卡咖啡（Arabica）和罗布斯塔咖啡（Robusta）是世界上种植最多的咖啡品种，占全球咖啡豆的99。阿拉比卡通常比罗布斯塔拥有更好的咖啡品质，部分原因是它的蔗糖含量较高。咖啡的风味和口感作为咖啡品质的重要方面，主要受咖啡因、酚酸和萜类化合物含量的影响，这些化合物以蔗糖为重要前体。然而，蔗糖是否通过影响这些代谢物的含量影响咖啡的风味和口感还不清楚。
　　2021年，BeveragePlantResearch在线发表了中国热带农业科学院香料饮料研究所咖啡研究中心题为ComparativetranscriptomeanalysisrevealedtheinfluenceofsucroseonflavorandtastequalityofCoffeaarabicaandC。canephoravarieties的研究论文。
　　本研究以高蔗糖品种阿拉比卡（Arabica161）和低蔗糖品种罗布斯塔（Robusta6）为样本，对不同发育阶段的咖啡豆进行转录组分析。分析发现咖啡豆发育分两个阶段（1）生长期（受精后至6个月果熟期）主要负责蔗糖积累和果实长大，（2）成熟期（6个月的果熟期至完全成熟）主要进行次生代谢物积累，是风味口感的决定期；同时两个品种之间由于蔗糖含量不同导致了它们之间的差异表达基因大多富集于与风味和口感相关的蔗糖代谢过程：咖啡因生物合成、苯丙素和类黄酮途径、萜类代谢等（图1）。通过对比发现筛选到34个候选差异表达基因，以上差异基因导致了阿拉比卡中蔗糖、花青素和芳樟醇含量较高，罗布斯塔中咖啡因和类胡萝卜素含量较高（图2）。
　　综上考虑，本文发现蔗糖通过影响下游次生代谢物的含量对咖啡豆的风味及口感起着重要作用，为研究蔗糖对咖啡豆品质的影响提供了有效的目标（图3）。
　　图1两个品种之间的差异表达基因大多富集于蔗糖相关代谢和风味和口感相关的代谢过程
　　图2筛选得到34个可能影响咖啡口感风味的候选差异表达基因
　　作者简介：黄丽芳，女，1985年出生，农学硕士，助理研究员。2010年毕业于海南大学果树学专业，2011年1月至今，就职于中国热带农业科学院香料饮料研究所咖啡研究中心，主要从事咖啡种质资源鉴定评价、遗传多样性分析、品种选育等研究工作。主持并参与国家及省部级项目10余项。获审定认定咖啡品种5个，在PlantMolecularBiology、《热带作物学报》等期刊以第一作者发表研究论文7篇。
　　闫林，1980年生，女，博士研究生，研究员。国家现代农业产业技术体系岗位科学家，入选海南省其他类高层次人才、热带农业十百千人才工程千人计划，海南省自然科学基金创新研究团队负责人，海南省第七次党代会代表。2009年毕业于西北农林科技大学作物遗传育种专业，现就职于中国热带农业科学院香料饮料研究所，主要从事咖啡种质资源精准鉴定、新品种选育及配套生产技术推广等工作。作为主要完成人获国审和海南省认定品种6个，制定技术标准6项，获授权发明专利4件、实用新型专利2件、软件著作权4项，以第一作者和通讯作者发表论文20余篇，第1副主编著作1部，获省部级科技奖励4项。
　　孟杰，男，1987年生，博士研究生，讲师。2016年获得浙江大学博士学位，20172019年于中科院青岛生物能源与过程所进行博士后工作。2019年入职青岛农业大学资源与环境学院。研究方向为资源植物代谢物的生物合成与调控研究。主持国家自然科学基金、山东省自然科学基金、中国博士后基金等项目，分别在PlantCell，JournalofAgricultureandFoodChemistry，JournalofChromatographyA等期刊上发表SCI论文6篇，申请专利4件。
　　资助基金：海南省自然科学基金创新研究团队项目咖啡重要性状全基因组关联分析及关键基因鉴定（2018CXTD342）2。中国热带农业科学院基本科研业务费专项咖啡种质资源创新利用研究（1630142017001）
　　课题组简要介绍：
　　项目组多年来致力于咖啡种质资源收集评价、创新利用、抗锈与优质关键基因挖掘、优良品种筛选与示范、良种良苗繁育等研究。收集种质资源5种300多份，鉴定评价筛选出优异种质25份，杂交创制新育种材料21份，选育出咖啡新品种6个，2个入选农业农村部主导品种，建立农业农村部咖啡种质资源保护海南创新基地；构建了核心种质指纹图谱及分子遗传连锁图谱，研制咖啡种质资源描述评价标准，明确了我国咖啡种质资源遗传背景。配套研发咖啡嫁接育苗技术、体胚发生优良种苗无性快繁技术。相关成果获国家科技进步三等奖、中华农业科技三等奖等5项。
　　原文链接：
　　http：www。maxapress。comarticledoi10。48130BPR20210011
　　关于BeveragePlantResearch
　　BeveragePlantResearch是一本开放获取的期刊，致力于传播饮料作物领域研究进展，专注于发表本领域原创研究文章、综述、评论和观点。主题范围包括但不限于饮料植物生物学、饮料质量及化学分析等。本刊由中国农业科学院茶叶研究所、中国茶叶学会与MaximumAcademicPress联合出版，期刊主编由中国农业科学院茶叶研究所陈宗懋院士与美国星巴克集团BrianSchaneberg博士共同担任。
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