簡單的基因改變就能培育出大得多的番茄和茄子
科學家發現了能讓番茄和茄子長得更大的新基因修飾,這有助於提高它們在發展中國家的產量。數千年來,人類一直在對農作物進行基因工程改造–但過去這一過程只是選擇更大或果實更多的植物來年種植,而近年來,科學家們已經能夠入侵農作物的基因組,並對特定基因進行調整,以改善作物的大小、產量、耐寒性、口味或質地。

為了提高糧食安全,研究人員目前正在繪製22種茄科作物的基因組圖譜,其中包括馬鈴薯、馬鈴薯、茄子和辣椒。 在約翰霍普金斯大學和冷泉港實驗室領導的一項新分析中,科學家發現,在這些基因組中,許多基因序列似乎在很長一段時間內都在重複。
這些基因究竟扮演什麼角色尚不清楚,因此研究小組透過調整夜來香基因組進行了研究。 研究人員沉默了這些重複基因的一個或兩個拷貝,然後在實驗室裡培育植物,觀察發生了什麼事。 結果發現,這些基因在植物開花所需時間、果實大小和形狀等性狀中發揮了重要作用。
在一種相關植物–龍葵中,研究小組發現,敲除一個名為CLV3的重複基因的兩個拷貝,果實就會變得”怪異、多泡、雜亂無章”。 但如果只編輯一個拷貝,果實就會長得比平常大。 在這些被編輯的植株中,30%的果實長出了第三個子房室–包含種子的肉質蒴果。 野生型植物通常只有兩個子房室,長出第三個子房室的比例僅5%。
龍葵的果實不能食用,但研究小組懷疑其糧食作物親緣植物可能有類似的基因在起作用。 果然,他們在非洲茄子的基因組中發現了一個名為SaetSCPL25-like的基因,它直接控制果實生長的子房室數量。 更棒的是,當他們把這些相同的基因編輯到番茄植株中時,它們也長出了更大的果實和更多的子房室。
這項研究的共同第一作者邁克爾-沙茨(Michael Schatz)說:“這項工作表明了共同研究許多物種的重要性。我們利用數十年來在番茄遺傳學方面的研究成果迅速推動了非洲茄子的發展,同時我們還在非洲茄子中發現了全新的基因,這些基因也推動了番茄的發展。我們稱之為“泛風味”,它為許多世界各地的餐桌上出現了無限的水果、食品和風味。”
科學家已經開發出了基因工程番茄的方法,以改善其口味和營養價值、 改變它們的大小,加速或減緩它們的成熟,甚至把它們變成紫色或使它們變得辛辣。
這項研究發表在《自然》雜誌。