近日，Food Quality and Safety在线发表了山东农业大学史庆华教授课题组题为Integrative analysis of transcriptomic and metabolomic profiles reveals new insights into the molecular foundation of fruit quality formation in Citrullus lanatus(Thunb.) Matsum. & Nakai的研究论文，报道了该团队在西瓜果实品质形成机理方面取得的最新进展。

西瓜 [Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum. and Nakai (2n=2x=22)] 是葫芦科西瓜属植物，因其味甜、爽口以及具有较高的营养价值深受消费者喜爱。口感、风味、果肉颜色等是西瓜商品价值的决定因素。品质性状调控网络复杂，以品质指标差异较大的西瓜果实为材料，综合利用转录组和代谢组等大数据分析方法，有利于系统解析西瓜果实品质形成的调控机制，挖掘相关基因，为西瓜品质改良奠定基础。

该研究首先将果实品质差异显著的两个西瓜自交系‘14-1’（果肉甜、红色、质软）和‘W600’（果肉苦、浅黄、质硬）进行杂交获得了F1杂交种，发现F1的果实与‘W600’性状相似（果肉苦、浅黄、质硬）。随后利用转录组和代谢组相结合的方法对亲本和F1代转色期和成熟期果实进行了基因表达和物质代谢的差异分析。

研究发现，‘14-1’与‘W600’在果实转色和成熟期的差异表达基因数目分别为3766和4221个，‘14-1’与F1之间的差异分别为2767和2447个，F1与‘W600’之间的差异分别为1178和446个；成熟期‘14-1’与‘W600’、‘14-1’与 F1、F1 与‘W600’之间的差异代谢物分别为447个、394个和298个。采用WGCNA分析法挖掘获得与果实风味和颜色相关的基因1111个，包含已鉴定的与蔗糖合成相关的ClSWEET3、 ClTST2等基因6个 (Ren et al., 2021) 以及与类胡萝卜代谢相关的PSY、NCED等基因9个 (Hermanns et al., 2020)。与果实质地相关的基因1575个，已知的部分基因与纤维素和果胶代谢密切相关。在物质代谢方面，除了糖的积累差异显著外，‘14-1’与‘W600’和F1之间有番茄红素、γ-胡萝卜素、β-胡萝卜素等10种类胡萝卜素代谢途径的物质存在显著差异。‘W600’和F1中葫芦素E类物质显著富集，依赖于CYP450家族基因 (Cla97C05G101010、Cla97C01G003790、Cla97C05G100930、Cla97C05G100990)和GGPS（Cla97C09G173590） 基因的高表达。除此之外，还发现了MYB、MADS-box等在番茄中调控糖代谢、色素积累和果实成熟的转录因子差异表达，但它们的功能在西瓜中还未得到解析。

综上所述，该研究为西瓜品质形成的机理提供了新的见解，同时也为进一步探究西瓜品质的调控机制提供了丰富的候选基因。