腐爛的西紅柿不再存在:只需編輯水果的兩個基因就可以種植出更甜的西紅柿。根據最新發表在《自然》雜誌上的一項研究,刪除這些基因使工程水果的葡萄糖和果糖水平比大規模生產的西紅柿提高了 30%。馬克斯·科茲洛夫 Max Kozlov發表在最新一期權威期刊《自然》(Nature)的<基因編輯技術(CRISPR) 培育出一個其實很甜的大番茄>( CRISPR builds a big tomato that’s actually sweet)指出,僅刪除兩個控製糖生產的基因就能產生更多汁的水果。
了解水果如何產生和儲存糖分的重要一步
更好的是,基因編輯的西紅柿的重量與現在出售的西紅柿大致相同,而且這些植物產生的果實與現有品種一樣多。作者寫道,這些發現不僅有助於改善全世界的西紅柿,也是了解水果如何產生和儲存糖分的重要一步。
巴黎法國國家農業研究所的水果生物學家克里斯托夫·羅森(Christophe Rothan)並沒有參與這項研究,他說,這項研究「在其領域內外都是偉大而重要的」。他說,它提出了「利用野生物種中存在的巨大遺傳多樣性(這種多樣性在馴化品種中已部分喪失)來改進現代品種的可能性」。
全球每年生產超過 1.86 億噸西紅柿,使這種水果成為世界上最有價值的園藝作物之一。與其他作物一樣,西紅柿是透過選擇反映人類偏好的性狀(例如果實大小)來馴化的。如今的栽培番茄比其野生祖先大 100 倍,有助於提高每株植物的果實產量。
基因編輯西紅柿可以提供維生素 D 的新來源
但這種大尺寸是有代價的:通常,果實越大,造成經典自產番茄味道的糖分比例就越低。相比之下,超市裡的西紅柿“嘗起來像水”,該研究的共同作者、北京中國農業科學院植物遺傳學家張金哲說。 “它們沒有味道。”
為了解決這個問題,張和他的同事將栽培番茄品種( Solanum lycopersicum )的基因組與更甜的野生番茄品種進行了比較。他們在兩個基因中發現了最佳位置,每個基因都編碼一種能夠降解負責糖生產的酶的蛋白質。研究人員利用CRISPR-Cas9 基因編輯技術使這兩個基因失活,發現這些植物結出的果實比廣泛種植的品種甜得多。
安說,新番茄會受到歡迎,不僅因為它會讓消費者滿意,還因為它可以減少準備其他產品(例如番茄醬)所需的時間、精力和金錢,因為番茄醬需要從水果中去除水分。鮑威爾是一位退休植物生物化學家,曾在加州大學戴維斯分校工作。
鮑威爾說,這些發現也可能為其他農產品帶來成果:這些基因在一系列植物物種中被發現,而水果中糖分產生的機制長期以來一直困擾著科學家。