為此，海南大學(xué)三亞南繁研究院/熱帶農(nóng)林學(xué)院王守創(chuàng)課題組開(kāi)展了深入研究，并近期在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊 Horticultural Research上發(fā)表了題為“A metabolomics study in citrus provides insight into bioactive phenylpropanoid metabolism”的研究論文。該研究通過(guò)應(yīng)用基因編輯和分子標(biāo)記輔助育種技術(shù)，加速了優(yōu)良基因的篩選，并通過(guò)代謝組學(xué)和基因組學(xué)手段解析了柑橘次生代謝物合成途徑，為品質(zhì)改良提供了基礎(chǔ)。同時(shí)，利用大數(shù)據(jù)和人工智能優(yōu)化育種策略，提高了育種效率和精準(zhǔn)度。

柑橘作為全球農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)體系中的核心水果品類(lèi)，其產(chǎn)業(yè)地位無(wú)可替代。然而，柑橘類(lèi)的育種工作卻面臨著多重艱巨挑戰(zhàn)：傳統(tǒng)育種方法的低效與周期過(guò)長(zhǎng)、抗逆性與產(chǎn)量品質(zhì)難以同步提升，以及由于遺傳背景復(fù)雜所帶來(lái)的基因定位困局，這些都極大地阻礙了高品質(zhì)柑橘品種的培育和推廣，進(jìn)而限制了整個(gè)柑橘產(chǎn)業(yè)鏈的持續(xù)發(fā)展和優(yōu)化升級(jí)。對(duì)此，王守創(chuàng)教授領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)不畏艱難，深入探究柑橘次生代謝物合成路徑，以期通過(guò)代謝組學(xué)和基因組學(xué)的雙重手段破解品質(zhì)改良難題。他們展開(kāi)了一系列精密且全面的研究。

研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)各類(lèi)柑橘物種展開(kāi)了全面而詳盡的代謝組學(xué)分析，對(duì)比了不同柑橘品種間的代謝特征，特別關(guān)注了它們?cè)诜宇?lèi)丙烷衍生物代謝途徑上的變化。研究采用 FaST-LMM 和 EMMAX 方法，通過(guò)對(duì) 154 個(gè)柚子品種進(jìn)行基于代謝物的全基因組關(guān)聯(lián)分析 (mGWAS)，系統(tǒng)解析了代謝組變異背后的遺傳和生化機(jī)制。

研究人員進(jìn)一步構(gòu)建了柚子的代謝物-單核苷酸多態(tài)性-基因交互網(wǎng)絡(luò)，成功鑒定出多個(gè)控制生物活性化合物合成與調(diào)節(jié)的關(guān)鍵候選基因位點(diǎn)，其中包括參與黃酮糖苷馬龍基化的 BAHD 馬龍?；D(zhuǎn)移酶家族成員。此外，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)名 為CgMYB1 的 R2R3-MYB 轉(zhuǎn)錄因子，其對(duì)柑橘尤其是柚子中酚類(lèi)丙烷代謝分子具有顯著正向調(diào)控作用，尤其影響黃酮類(lèi)化合物衍生物質(zhì)的合成。

該研究深入剖析了柑橘中豐富的次生代謝產(chǎn)物，如類(lèi)黃酮、黃酮醇、類(lèi)胡蘿卜素等對(duì)人體健康極其有利的物質(zhì)合成路徑。通過(guò)對(duì) CgMYB1 等轉(zhuǎn)錄因子的研究，確認(rèn)了它們對(duì)柑橘中酚類(lèi)化合物生物合成的重要調(diào)控作用。該研究不僅豐富了我們對(duì)柑橘特別是柚子中復(fù)雜黃酮糖苷衍生物生物合成路徑的認(rèn)識(shí)，還提供了改善柚子營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的潛在目標(biāo)，并為未來(lái)柑橘育種工作提供了一套高效解剖代謝途徑的方法。

在研究過(guò)程中，為了實(shí)現(xiàn)柑橘類(lèi)樣本中代謝物的精準(zhǔn)鑒定與量化分析，科研團(tuán)隊(duì)采用了 Agilent 液相色譜-四極桿飛行時(shí)間質(zhì)譜（LC-QTOF）技術(shù)，對(duì)樣品進(jìn)行高分辨率數(shù)據(jù)采集。得益于此，研究得以高效對(duì)比和確認(rèn)柑橘果實(shí)中的各種代謝物信息，從而更深入地揭示柑橘水果內(nèi)部豐富的生物活性成分，并成功構(gòu)建了詳細(xì)的代謝網(wǎng)絡(luò)。