番茄(Solanum lycopersicum)为茄科番茄属草本植物,果实营养丰富Entinostat,酸甜可口,深受广大消费者的喜爱。然而,受传统选择育种和栽培措施的影响,番茄品质下降,迫切需要培育高品质番茄。枸杞与番茄同属茄科,具有较高的营养价值,是改良番茄的理想材料。本研究以黑果枸杞(Lycium ruthenicum)为砧木,建立了枸杞嫁接番茄的技术体系,在此基础上诱导培养出了枸杞DNA片段向番茄的水平基因转移新材料(称为枸杞番茄),对枸杞嫁接提高果实品质的生理与分子机制进行了初步的研究。主要研究结果如下:(1)枸杞砧木嫁接对番茄产量和果实品质的影响。研究发现,枸杞砧木嫁接导致番茄植株株高和株幅下降,产量降低了80.70%。果实品质指标分析发现,嫁接植株果实的可溶性固形物、可溶性总糖、可滴定酸和VC含量分别提高51.48%、13.73%、11.73%以及16.86%,可溶性蛋白、多糖以及花色苷含量也显著升高,风味品质和营养品质得到提升。通过果实广泛靶向代谢组分析,在红熟期鉴定到16种显著升高的糖及醇类和5种显著升高的有机酸,与品质指标结果一致。绿熟期、转色期和红熟期的多个差异代谢物(DEMs)注释到酚类物质合成途径,说明嫁接主要影响了果实成熟过程中酚类物质的变化。通过不同发育时期转录组测序,在绿熟期、转色期及红熟期分别鉴定到2015,49和70个差异表达基因(DEGs)。对绿熟期的DEGs进行富集分析,发现40个DEGs参与淀粉和蔗糖代谢;39个DEGs参与苯丙烷生物合成,12个DEGs参与类黄酮生物合成。推测它们可能是嫁接果实糖含量提高和酚类物质含量变化的关键基因。以上结果说明,嫁接通过对绿熟期品质相关代谢通路的调控,Fer-1 NMR提高了成熟果实的品质。(2)枸杞番茄产量与果实品质提升的生理与分子基础。在嫁接并生长16周后,枸杞番茄的株高、株幅与对照植株比无显著差异;嫁接并生长约6个月后,枸杞番茄产量与对照无显著差异,但显著高于枸杞砧木嫁接植株。枸杞番茄果实的可溶性总糖、可滴定酸和VC含量分别提高10.20%、16.67%以及23.66%,可溶性蛋白、多糖以及花色苷含量也显著升高;此外,可溶性固形物含量明显提高。通过广泛靶向代谢组分析,在红熟期共鉴定到4种显著升高的糖及醇类和2种显著升高的有机酸,它们可能是提高枸杞番茄果实品质的关键物质。绿熟期、转色期以及红熟期的多个DEMs共同注释到酚类合成途径,说明枸杞番茄果实成熟过程中主要变化的代谢物同样为酚类物质。通过转录组测序,在绿熟期、转色期以及红熟期分别鉴定到773、83和2个DEGs。对绿熟期的DEGs进行富集分析,发现17个DEGs参与淀粉和蔗糖代谢,10个关键DEGs参与酚类物质合成;此外,有6个DEGs参与亚油酸代谢。对酚类物质合成通路中的关键差异表达基因LOC101251259进行功能初步探究,成功构建了突变体和过表达植株。以上结果说明,枸杞番茄果实成熟过程中的基因表达变化主要发生在绿熟期,并通过对多个品质相关代谢途径的调控,提升果实品质。(3)枸杞番茄在生产栽培中的示范与应用。选择生产用的culinary medicine小果型番茄品种为嫁接亲本,培育出了枸杞番茄新材料,在青海省乌兰县以及浙江省径山村进行示范与应用。结果表明,种植于不同地区的枸杞番茄果实的VC和可溶性蛋白含量均显著提高,果实营养品质得到了稳定增长;选用合适的番茄品种及栽培条件后,果实的风味和营养品质能够得到进一步的提升。