揭開番茄的基因之謎:背景突變如何改變果實性狀?
千百年來,西紅柿在進化過程中自然變異,人類後來選擇了喜歡的性狀。現在,CRISPR 基因組編輯技術可以實現更精確的改變。冷泉港實驗室的研究人員研究了利用自然突變和CRISPR誘導突變培育番茄的可預測性。他們的研究結果表明,來自進化史和農業史的”背景”突變會對工程突變的結果產生重大影響。這強調了在引入新的基因改變時了解和考慮這些背景突變的必要性。 幾萬年來,進化透過自然突變塑造了番茄。人類進入番茄種植領域後,花了幾個世紀的時間培育番茄,選擇自己喜歡的性狀。如今,CRISPR 基因組編輯技術讓我們能夠製造新的作物突變,進一步改善性狀。然而,單一突變,無論是自然突變或工程突變,都不能單獨發揮作用。 每個突變都是在成千上萬個所謂”背景”突變的海洋中運作的。這些變化是演化和農業歷史的產物。如果僅僅一個突變就能大幅改變工程突變的預期結果呢?現在,冷泉港實驗室(CSHL)的一位植物遺傳學家和一位計算科學家聯手探索了自然突變和CRISPR突變對植物育種的可預測性。為此,他們將進化的時鐘撥回了過去。CSHL 教授兼HHMI 研究員扎卡里-利普曼(Zachary Lippman)和副教授大衛-麥坎德利甚(David McCandlish)想知道,不同的天然突變和工程突變是否會對番茄的大小產生類似的影響,這取決於是否存在另外兩種基因突變。他們利用CRISPR 技術在SlCLV3 基因中製造了一系列突變。(眾所周知,該基因的自然突變會增加果實的大小)然後,他們將這些突變與其他與SlCLV3 一起工作的基因中的突變結合起來。