番茄有很多不同的形状、大小、味道，令人眼花缭乱。在一项新的研究中，科学家利用最先进的DNA测序技术，最终追溯到了导致这些差异的遗传基础。对100个番茄品种遗传序列的比较发现，其DNA竟出现了数量多达23万种突变。
美国冷泉港实验室的植物学家、研究的合作者扎卡里·李普曼（Zachary Lippman）表示，如果能掌握让番茄突变的方式，种植户和科学家也将拥有改良番茄等作物的新工具。该研究在《细胞》（Cell）上发表。李普曼和同事测量并对比了各种各样的番茄基因组序列，包括野生品种、古老的“传家宝”式的品种以及诸多当代的品种。他们采用长读取测序（long-read sequencing）方法，追踪到已被复制、删除、转移后的番茄DNA大片段。这些结构变异，极大地改变了基因组序列。但若使用以前的技术，科学家一次只能读取一个很短的片段，而无法准确找出这些结构变异。
图片来源：Pixabay
吉姆·焦万诺尼（Jim Giovannoni，并未参与这项研究）是美国博伊斯·汤普森植物研究所的植物学家。他表示，科学家已经知道，某一给定物种的DNA能出现显著的突变，但这项研究首次全面确定了其突变程度和性质。
研究人员在确定这些突变之后，还研究了这些突变如何影响番茄的性质。他们重点研究了味道、大小和成熟难易度这三个特征。在一次测试中，该团队找到一个可以注入烟熏味的基因，表明种植户可按照其意愿加强或消除某一特征。在另一项实验中，科学家利用基因编辑工具CRISPR修改DNA结构，通过增加某一基因的复制量，让番茄的个头变大。最后，番茄还有一个特性，它能使番茄更易成熟，但这也会导致番茄产量下降。
图片来源：Pixabay
科学家针对这一特征研究了突变对其影响方式。他们展示出4个结构变异一起可实现对有关基因的调节，这些基因既能保留这些特征，又能避免降低番茄的产量，为种植过程中实现两者的平衡制定了一个科学试验计划。
焦万诺尼表示，研究表明，“还有数千种与基因有关的结构变异可用于解释诸多重要的番茄特征——如疾病反应、抗逆性、产量、性能、质量——现在，这些特征都可以进行研究。”掌握了哪个基因可用于调节某一特定特征，对于农作物种植户和遗传学家而言，就像获得了一个“圣杯”那样宝贵。李普曼提到，这类研究为利用可预测的精确育种来改良作物奠定了基础。
撰文：哈里尼•巴拉特（Harini Barath）
翻译：赵欢
引进来源：环球科学
京公网安备11010502039775号
