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为探明芒果品种间风味差异的基因调控机制，研究人员以云南干热河谷气候下 5 个芒果品种为对象，结合转录组与代谢组学，分析风味差异及合成机制，鉴定出多种代谢物与关键基因，为芒果育种及栽培提供依据。
在热带水果的世界里，芒果凭借独特的风味和丰富的营养占据着重要地位。然而，不同品种芒果的风味差异显著，其背后的基因调控机制却一直迷雾重重。现有研究虽能识别部分挥发性成分和代谢物，但对同一气候条件下不同品种间风味形成的分子机制仍缺乏系统认知。如何揭开芒果风味差异的 “基因密码”，成为提升芒果品质、指导品种改良的关键科学问题。
为了攻克这一难题，云南省农业科学院热带亚热带经济作物研究所的研究人员开展了一项针对性研究。他们以云南干热河谷地区（潞江坝）栽培的 5 个代表性芒果品种（帕拉英达‘PLYD’、热农一号‘RN’、金黄‘JH’、台农一号‘TN’、凯特‘KT’）为研究对象，利用转录组学与代谢组学联合分析手段，深入探究品种间的风味差异及生物合成机制。这项研究成果发表在《Food Bioscience》上，为解析芒果风味代谢网络提供了重要突破。
研究采用的关键技术方法包括：
- 代谢物检测：通过高效液相色谱（HPLC）和气相色谱 - 质谱联用（GC-MS）技术，对果实中的可溶性糖、有机酸、游离氨基酸和挥发性化合物进行定性与定量分析。
- 转录组测序：提取果实 RNA 并进行高通量测序，分析基因表达差异。
- 生物信息学分析：运用京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路分析、加权基因共表达网络分析（WGCNA）及皮尔逊相关性分析，筛选关键基因和代谢通路。
研究结果
风味代谢物的多样性
- 可溶性糖与有机酸：检测到葡萄糖、果糖、蔗糖 3 种糖，其中蔗糖为主要糖类；11 种有机酸中，柠檬酸和苹果酸含量最高，二者通过磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）羧化途径合成，其降解与三羧酸（TCA）循环等相关。
- 游离氨基酸（FAAs）：鉴定出 16 种游离氨基酸，半胱氨酸为主要成分，其代谢与果实风味的复杂性密切相关。
- 挥发性化合物：共检测到 80 种挥发性物质，萜烯类（如 β- 罗勒烯、3 - 蒈烯、萜品油烯）占主导地位，其合成前体异戊烯基焦磷酸（IPP）和二甲丙烯基焦磷酸（DMADP）通过甲基赤藓糖醇磷酸（MEP）和甲羟戊酸（MVA）途径生成。
基因表达与调控网络
- KEGG 通路分析：发现 20 个参与糖代谢、60 个参与有机酸代谢、74 个参与挥发性物质代谢的结构基因，揭示了风味代谢的多通路特性。
- WGCNA 筛选关键基因：在 5 个模块中鉴定出 51 个关键基因，包括蔗糖磷酸合成酶基因（SPS）、乙醇脱氢酶基因（ADH）、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因（PEPC）、柠檬酸合酶基因（CS）和 1 - 脱氧 - D - 木酮糖 - 5 - 磷酸合成酶基因（DXS），分别调控糖、酸及萜烯的合成。
- 转录因子（TFs）的作用：筛选出 8 个与风味代谢相关的转录因子，如 bZIP60、TGA7、WRKY57、bHLH143、GATA19、MYB1、ERF118 和 bZIP44，它们通过调控下游基因表达影响风味物质积累。
代谢物与基因的关联性
葡萄糖、苹果酸和甲基庚酮分别与 23、16 和 17 个差异表达基因显著相关，表明关键代谢物的积累受多基因协同调控。
研究结论与意义
本研究通过多组学联合分析，构建了芒果风味代谢的综合调控网络，明确了萜烯类物质、蔗糖、柠檬酸等关键代谢物的合成路径及相关基因（如SPS、DXS）和转录因子的调控作用。研究结果不仅揭示了云南干热河谷地区芒果品种风味差异的分子机制，为解析芒果风味形成的遗传基础提供了理论依据，也为今后通过分子育种手段改良芒果品质（如果糖含量、香气特征）、筛选优质品种提供了关键靶点和科学支撑。此外，研究中建立的多组学分析方法为其他果树的风味代谢研究提供了重要参考，有助于推动热带水果品质改良领域的深入发展。
