番茄是世界上产值最高的蔬菜作物，因其风味独特而深受消费者喜爱。现代番茄育种关注产量和抗病性，风味育种缺乏有效的方法，引起消费者抱怨“番茄越来越没有番茄味了”。糖含量是影响番茄口感的重要因素，大多数消费者更喜欢偏甜的番茄。然而，因为糖含量与果实大小呈负相关，产量和品质是一个矛盾，现有番茄商业品种、尤其是大果番茄中糖含量普遍偏低。因此，如何在保障不影响番茄产量的前提下，培育美味的番茄品种是各国育种家努力追求的目标。
中国农业科学院深圳农业基因组研究所、中国农业科学院蔬菜花卉研究所和山东省农业科学院蔬菜研究所联合在国际顶级期刊《自然(Nature)》上发表了题为“Releasing a sugar brake generates sweeter tomato without yield penalty”的研究论文。该研究发现，CDPK27/26在果实成熟过程中表达量不断提高，并通过磷酸化蔗糖合酶SUS3促进其降解，从而抑制葡萄糖和果糖在果实中的积累。CDPK27/26基因敲除后的植株，葡萄糖和果糖含量分别提高了35%和30%，果实大小和单株产量没有显著变化，但种子大小和数量却受到了不同程度的影响，并通过稳定同位素标记的[13]CO2追踪了一系列的植物光合作用产物，说明光合产物在果实和种子间可能发生了重新分配，为通过操控种子数量和大小提高果实含糖量提供了新的解决方案。
本研究中代谢与脂质组学平台提供了以[13]CO2为示踪剂的植物光合作用产物的代谢流检测。
Zhang, Jinzhe et al. “Releasing a sugar brake generates sweeter tomato without yield penalty.” Nature vol. 635,8039 (2024): 647-656. doi:10.1038/s41586-024-08186-2
