番茄是世界范围内种植面积非常广的蔬菜作物,其果实营养丰富、风味独特,可以通过多种方式加工成多种食品,为众多人所喜爱。植物中的代谢物是其本身进行代谢反应时产生或消耗的物质。它们不仅与植物体内的生理生化过程、抵抗生物和非生物逆境的能力、果实的营养品质等性状相关,还为人类的营养、能量和医药提供丰富的资源。代谢组学填补了生物体基因到表型之间生物化学过程的空白,研究代谢组学能够更深层次的揭示基因到表型之间生理生化过程。代谢组学研究的基础是建立一套有效检测和鉴定代谢物的方法。本研究以番茄自然群体的果实采集所得LC-MS数据为研究对象,通过构建MS2T(二级质谱标签)数据库、代谢物的鉴定、定量提取代谢物的表型数据、全基因组关联分析等,建立了一套可以用于番茄果实代谢组学研究的体系。主要研究结果如下:1.MS2T数据库的构建。首先通过番茄栽培种和野生种的差异性分析找出含量有差异的物质,从这些物质中选取感兴趣的物质,使用Target MSMS(靶向二级质谱)采集其质谱数据。同时,使用Auto MSMS(非靶向二级质谱),由仪器选择一部分物质,采集它们的质谱数据。将两种方法得到的所有质谱数据汇总,共得到102张清晰的质谱图,包含物质的精确m/z,RT(保留时间)、二级碎片离子峰等信息。2.代谢物的鉴定和注释。我们使用了三种方法对代谢物进行预测:1)标品鉴定;2)数据库及文献检索;3)根据谱图规律推导物质结构。使用这三种方法一共鉴定出42种代谢物,其中5种是在番茄中未鉴定过的物质。3.代谢物的相对定量。我们的仪器原有定量方法十分繁琐,不利于批量处理代谢物。因此,我们通过不断地摸索,探索寻找到一个可以代替代谢物含量的数据来作为相对定量的依据,使用这种方法提取代谢物表型数据,再进行全基因组关联分析,找出与代谢物相关的QTLs。此外,我们选择前人已关联分析的SGAs(生物碱)来检测该方法的可靠性,结果显示二者关联到的位点十分接近,证明该方法有效且操作性更简便。4.在该方法体系的应用中,我们首次鉴定出番茄中的一个香豆素家族的物质——伞形酮(umbelliferone),并对其进行了关联分析。香豆素类物质在植物体中起着重要作用,不仅可以抵抗病原体的入侵,还可以增强植物对非生物逆境的抵抗能力,目前在番茄中还没有基因层面的研究,因此值得进一步研究。