《Genetic Resources and Crop Evolution》：Deciphering phenotypic diversity within a tomato landrace: the ‘Pomodoro di Sorrento’ case study
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‘Sorrento番茄’（PS，Solanum lycopersicum L.）是一种传统的意大利番茄地方品种，因其大型多心室粉红色果实和独特的感官品质而备受青睐。本研究对10份PS种质的形态学、农艺学及果实品质性状进行了鉴定，并与三个相关的意大利番茄地方品种
‘Sorrento番茄’（PS，Solanum lycopersicum L.）是一种传统的意大利番茄地方品种，因其大型多心室粉红色果实和独特的感官品质而备受青睐。本研究对10份PS种质的形态学、农艺学及果实品质性状进行了鉴定，并与三个相关的意大利番茄地方品种（‘Cuore di Bue’、‘Pera di Abruzzo’和‘Pera di Albenga’）进行了比较。研究目标为：（i）明确PS地方品种的表型同一性；（ii）评估品种内变异；（iii）确定用于种质资源管理和价值化的关键性状。多元分析揭示了PS与参照地方品种相比具有明确的表型独特性，同时凸显了PS种质收集群体内部存在的显著多样性。果实形态和品质性状成为界定PS理想型的主要特征。PS种质保持了不同的性状组合，并通过层次聚类分析被划分为三个表型类群。逐步判别分析确定pH、a*/b*颜色比值、可溶性固形物含量和葡萄糖浓度为最具信息量的变量，这些变量能够捕获种质收集群体的大部分表型结构。这些结果表明，一组有限的质量相关性状可以有效支持新收集材料的分类，并促进地方种质资源的管理。总体而言，PS种质收集群体代表了一个连贯、多样且非冗余的变异储备库。所提出的表型框架为种质资源保护、鉴定和价值化提供了有价值的工具，同时为旨在结合品种典型性、果实品质和农艺性状的未来育种工作奠定了基础。
**论文解读：‘Sorrento番茄’地方品种表型多样性的系统解析**
**一、研究背景与意义**
番茄（Solanum lycopersicum L.）是全球经济价值最高的蔬菜作物，2024年全球总产值达1360亿美元（FAOSTAT 2024），种植面积约510万公顷，鲜果产量超过1.88亿吨。番茄可能在墨西哥或秘鲁被驯化，16世纪由西班牙探险家引入南欧，最初主要作为观赏植物，18世纪后才进入西班牙和意大利南部的地方饮食体系，这些地区被认为是番茄多样化的次级中心。
意大利因高度多样的土壤气候、文化和政治背景，农民选育了多个在果实形态和用途上存在差异的地方品种，其中部分仍在 niche 农业系统中广泛栽培。地方品种对当地农民而言是重要资产，能够满足 niche 农业和市场的需求，同时消费者因其高感官品质而对这些遗传材料青睐有加，并愿意支付高于现代商业品种的溢价。此外，番茄地方品种还可作为育种计划中的基因供体，用于改良风味和对高温、干旱等环境胁迫的耐受性。
尽管过去20年有多项研究考察了欧洲不同传统番茄在农艺、品质和分子性状上的变异性，但针对品种内（intra-landrace）水平表型变异的研究相对有限。这一层面的分析对于明确区分地方品种并获取欧洲质量标签（如原产地保护命名PDO和地理标志保护PGI）至关重要，这些标签向消费者保证了食品的质量和真实性。
‘Sorrento番茄’（亦称‘Sorrento’、‘Sorrentino’或‘Rosa di Sorrento’，以下简称PS）起源于Sorrento半岛，传统上也在Vesuvian和Agro Sarnese-Nocerino地区（意大利南部）栽培，是重要的鲜食多心室番茄地方品种。该品种以大型等径果实为特征，因无色表皮（y）突变而呈现典型粉红色调，具有极佳的感官品质。此前对PS的研究仅涉及少量样本、有限数量的遗传位点和少数果实品质性状，其品种内的农艺性能和品质性状变异尚未得到系统研究。本研究旨在通过形态学、农艺学和品质性状的分析，增进对PS品种内表型多样性的认识，具体目标包括：（i）与参照地方品种比较确立其表型同一性；（ii）解析PS收集群体内的变异结构；（iii）确定关键性状、有潜力的种质和判别模型，以支持其保护、价值化和未来育种。
**二、主要关键技术方法**
研究人员采用随机完全区组设计，在意大利Battipaglia（40°35′00.7"N 14°58′51.8"E；海拔45 m）的塑料温室中开展田间试验，比较10份PS种质（PS01、PS02、PS04、PS05、PS06、PS07、PS08、PS09、PS10、PS11）与三个参照意大利地方品种（‘Cuore di Bue’—CBUE、‘Pera di Abruzzo’—PABR、‘Pera di Albenga’—PALB）。其中9份PS种质采集自当地农场，PABR、PALB、CBUE及一份PS种质（PS05）由种子公司提供。试验设3个区组重复，每小区10株，于2020年3月29日移栽，种植密度3.7株/m2。试验期间记录温度范围10.2–32.7°C（平均23.6°C）和平均相对湿度71.2%。研究人员评估了植物形态性状（第1–4花序果实数、株高和第1花序高度）、产量性状（总产量、商品产量和非商品产量）、果实形态性状（果实横径、纵径、果形指数、心室数、果肉率和果皮厚度）、果实品质性状（a*/b*颜色比值、干物质含量DM、可溶性固形物含量SSC、可滴定酸度TTA、pH、葡萄糖GLU和果糖FRU含量）以及抗氧化活性（亲脂性提取物的TEAC和亲水性部分的DMPD）。统计分析采用方差分析（ANOVA）、Duncan检验、主成分分析（PCA）、层次聚类分析（HCA）和逐步判别分析，以留一法交叉验证（LOOCV）评估判别模型稳健性。
**三、研究结果**
**植物形态性状与产量**：PS种质在株高方面表现出显著变异，范围从PS06的126.25 cm到PS01的158.08 cm，其中PS02、PS04和PS06的平均株高（127.86 cm）显著低于参照地方品种（151.14 cm）。第2、3、4花序的果实数变异系数较高（分别为36.70%、42.80%和40.28%），从第1到第4花序果实数呈总体下降趋势（分别为4.56、2.14、2.00和1.63个）。PS02（总产量4143.87 g/株）和PS05（4157.23 g/株）产量最高，同时达到最大平均果重（分别为365.53 g和333.13 g）。果实重量与总产量呈显著正相关（Spearman ρ=0.76，p≤0.01）。PS番茄果实尺寸明显大于参照地方品种（265.08 g vs 209.29 g）。商品产量平均占总产量的87.17%，PABR的非商品产量比例最高（超过40%），果实缺陷主要为畸形和腐烂。
**果实形态性状与外观**：PS种质的果实横径变异范围从PS09的76.03 mm到PS05的93.63 mm，纵径变异范围从PABR的66.17 mm到PALB的85.47 mm。果形指数（横径/纵径）清晰区分了PS种质与PALB（0.92），PS品种内变异范围为PS04的1.02到PS05的1.17。果实裂果率在PS类型内较高且无显著差异（平均19.49%），PALB的裂果率较低（5.77%）。果皮厚度在PS种质中变异较小（CV=4.56%），PS06最低（6.38 mm）而PS05最高（7.28 mm）。CBUE具有最薄的果皮（4.52 mm）、最多的心室数（11.03）和最高的果肉率（0.55）。PS06的心室数（8.63）显著高于其他PS种质及PALB和PABR两个参照品种。PS品种内果肉率变异范围为PS01和PS09的0.43到PS02的0.55。
**果实品质性状与抗氧化活性**：PS种质间果实a*/b*颜色比值范围为PS09的2.03到PS02的2.77。PS01（DM 5.53 g/100g FW，SSC 5.19°Bx）和PS09（DM 5.57 g/100g FW，SSC 5.22°Bx）的干物质和可溶性固形物含量最高。PS番茄的总甜度指数（TSI）平均较高（3.78 g % FW），高于三个参照地方品种（3.45 g % FW）。PS09的葡萄糖含量突出（1.58 g % FW），PS01和PS09的果糖含量较高（1.85 g % FW）。CBUE和PABR的可滴定酸度较高（0.36 g % CA FW）且pH较低（4.15和4.26），而PS品种的平均值为0.29 g CA 100g FW?1和pH 4.36。PALB的SSC/TTA比值最高（21.46），CBUE、PABR和PS01的TTA/DM比值显著较高（分别为7.24、7.19和6.25）。PABR的TEAC值（0.71 mmol Trolox 100g FW?1）接近13份种质平均值（0.35）的两倍，PS01和PS02的亲脂性提取物抗氧化活性最低。DMPD在CBUE（1.49）、PABR（1.39）、PS04（1.41）和PS11（1.40 mmol ascorbic acid 100g FW?1）中较高。
**多变量分析**：主成分分析（PCA）的前四个主成分共解释总方差的76.98%。果实形态（纵径FLSD、果形指数FCSD/FLSD、果皮厚度PER、心室数NLOC）和品质性状（a*/b*比值、可滴定酸度TTA、pH、DMPD）在PC1上聚集，显著区分了PS种质与参照地方品种。可溶性固形物SSC、葡萄糖GLU、果糖FRU、总甜度指数TSI、TEAC和裂果率CRAC在PC2上区分了基因型。PS番茄在含糖量和裂果率方面高于三个参照地方品种，而TEAC值较低。PABR在PC3和PC4上被清晰分离，是与PS类型差异最大的参照品种。层次聚类分析（HCA）识别出六个类群，PS收集群体内的组内距离低于参照地方品种之间的距离。判别分析基于Wilks' lambda逐步选择确定了SSC、pH、a*/b*颜色比值和葡萄糖含量GLU为最具判别力的变量组合。两个典型判别函数的特征值分别为4.82和2.57，Wilks' lambda检验显著（p<0.001）。留一法交叉验证显示原始分组病例的100.0%被正确分类，证实了所选性状组合的强判别能力。
**四、讨论与结论**
本研究提供了对‘Sorrento番茄’种质资源的全面表型鉴定，并揭示了这一有价值的意大利番茄地方品种内部多样性结构的新见解。结果表明，虽然PS种质共享明确且可识别的品种同一性，但它们在果实形态、组成品质、抗氧化能力和产量相关性状方面保留了相当程度的品种内变异性。这种表型一致性与内部多样化的结合证实‘Sorrento番茄’类型不应被视为均一材料，而应被视为结构化且动态的种质资源。
PS品种的主要特征性状与果实相关性状关联，尤其是果形、果肉率和品质属性，这些性状可能通过农民反复选择得以维持。与此同时，与植株表现和生产力相关的性状表现出更大的变异性，突出了未来育种工作中改善产量稳定性和商品产量的潜在目标。广泛的多变量方法（如PCA和层次聚类）对于捕捉变异的整体结构和揭示品种内不同表型类群的存在至关重要，而判别分析则能够将这种复杂性转化为基于有限数量关键性状的简化操作框架。这种双重方法在传统种质资源的情况下尤为有价值，因为多样性既需要被准确记录，也需要被实际操作管理。
研究证实，所研究的‘Sorrento番茄’收集群体代表了一个连贯、多样且非冗余的地方番茄变异储备库。这些发现为该品种的保护和价值化提供了更坚实的基础，并为其未来管理提供了有用的工具。研究人员提出，考虑到观察到的表型变异性、栽培区域限制生产力的主要农艺制约因素以及消费者对具有公认身份的传统产品的需求，未来‘Sorrento番茄’的育种工作应主要聚焦于：（i）改良果实果肉率、连续花序坐果均匀性和果皮厚度；（ii）减少裂果。同时，选择更高的SSC/TTA和TTA/DM比值以及增强的抗氧化活性，将有助于保持并进一步增强该品种受消费者高度赞赏的独特感官和营养属性。
为实现这些目标同时维护品种同一性，未来育种计划应采取保守的品种内改良策略，重点增强数量农艺性状而不损害定义‘Sorrento番茄’典型性、真实性和市场价值的形态、感官和适应性特征。该策略可依靠品种内轮回选择、家系选择和多重性状选择指数，辅以当地种植条件下的参与式评价，确保选择与农民偏好和传统理想型保持一致。
在遗传改良之外，‘Sorrento番茄’的长期保护还将取决于加强负责其农场内维护的农业系统的经济可持续性。采用欧洲质量计划（如PGI或PDO）可能成为提升其市场价值的有效工具。鉴于其强烈的领土认同和与Sorrento半岛的长期联系，PGI认定似乎是该品种最合适的路径。这一认定的潜在益处可通过Campania地区另外两个传统番茄地方品种（‘Pomodorino del Piennolo del Vesuvio’和‘Pomodoro San Marzano dell'Agro Sarnese-Nocerino’）来佐证，两者在PDO注册后均经历了显著的商业增长。类似的质量认定可提高‘Sorrento番茄’的市场可见度，增强其对当地农民的经济价值，并最终促进其持续栽培和原地保护。
