Los efectos del cultivo sin sustrato basado en sustrato versus el cultivo en suelo en la calidad general de la fruta y el rendimiento en tomate () fueron estudiados utilizando el tomate cv. Zhonghua Lvbao. Se llevaron a cabo experimentos para el cultivo sin suelo de tomate en condiciones de invernadero. Se observaron el crecimiento de las plantas, la calidad y el rendimiento de la fruta, así como los rasgos fisiológicos. Se realizaron análisis de ARN-seq y RT-PCR, así como análisis metabolómicos para examinar los genes expresados y los metabolitos bajo el cultivo sin sustrato. Los resultados mostraron que la altura de la planta, el diámetro del tallo y los contenidos de clorofila del tomate bajo el cultivo basado en sustrato aumentaron en un 37,3%, 19,8% y 15,3%, respectivamente, en comparación con el sistema de cultivo en suelo. Las tasas fotosintéticas de las hojas y la transpiración, la conductancia estomática y la vitalidad de las raíces del tomate, bajo el cultivo basado en sustrato, aumentaron en un 29,0%, 21,2%, 43,9% y 84,5%, respectivamente, en comparación con el cultivo en suelo. El rendimiento alcanzó los 7177,5 kg/667 m, y el rendimiento relativo aumentó en un 10,1%, en comparación con el cultivo en suelo. Los contenidos de azúcar soluble total, sólidos solubles y vitamina C aumentaron en un 35,7%, 19,7% y 18,2%, respectivamente, más altos que los del cultivo en suelo en los frutos de tomate, mientras que el contenido de nitrato y el ácido titulable disminuyeron en un 29,4% y 11,8%, respectivamente. Por lo tanto, el cultivo basado en sustrato puede aumentar la producción y mejorar la calidad y sabor de la fruta de tomate. Examinamos los genes y metabolitos expresados para explorar el mecanismo molecular del crecimiento de las plantas y la mejora general de la calidad de la fruta en el cultivo basado en sustrato. Se identificaron un total de 476 genes diferencialmente expresados mediante el perfilado de transcriptomas, de los cuales 321 y 155 estaban significativamente regulados al alza y a la baja, respectivamente. Los resultados del análisis metabolómico mostraron que se detectaron 441 metabolitos, donde 24 y 36 metabolitos estaban regulados al alza y a la baja, respectivamente. Al combinar los análisis de grupos transcriptómicos y metabólicos, los genes y metabolitos relacionados con la calidad de la fruta se concentraron principalmente en el metabolismo de la vitamina B6/ácido ascórbico/ácido aldónico y las vías metabólicas de los glicerofosfolípidos. Por lo tanto, el cultivo basado en sustrato puede elevar los contenidos de vitamina y azúcar soluble y la expresión de genes relacionados con el sabor de la fruta, lo que sienta un antecedente inicial para explorar el mecanismo del cultivo basado en sustrato, con el fin de mejorar la calidad del tomate en el futuro.