對于許多的雜貨店購物者來說，那些來自商店的看似的紅彤彤的西紅柿卻遠(yuǎn)不如自家宅園里的美味。近日來自康奈爾大學(xué)鮑依斯•湯普森植物研究所、美國農(nóng)業(yè)部和加州大學(xué)戴維斯分校的研究人員破譯了一個可增加西紅柿中糖、碳水化合物和類胡蘿卜素水平的基因GLK2。相關(guān)論文發(fā)布在6月29日的《科學(xué)》（Science）雜志上。
在這篇文章中，康奈爾大學(xué)鮑依斯•湯普森植物研究所的Cuong Nguyen與同事們一起揭示了構(gòu)成統(tǒng)一成熟突變基礎(chǔ)的基因。
這種基因還可以影響西紅柿的成熟，商業(yè)培育者利用它可以創(chuàng)造出紅彤彤的、即時保存的西紅柿。文章的資深作者、鮑依斯•湯普森植物研究所植物分子生物學(xué)家和美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究服務(wù)部門的James Giovannoni說：“實際上，這是一個非常重要的特質(zhì)。無論你是否意識到，大部分的西紅柿都包含這一基因。”然而相同的特質(zhì)也導(dǎo)致了西紅柿中的糖和營養(yǎng)物減少。
Nguyen通過鮑依斯•湯普森植物研究所存放的公共數(shù)據(jù)庫完成了定位克隆，確定了統(tǒng)一成熟基因定位在10號染色體的一個特異位點。現(xiàn)在知道了這一位點，研究小組就能夠破譯編碼調(diào)控西紅柿光合作用水平的蛋白質(zhì)的基因。盡管葉子是植物主要的光合作用工廠，發(fā)育中的西紅柿果實也能夠提供多達(dá)20%的光合作用，這種光合作用生成了*成熟果實中的高糖和營養(yǎng)物水平。而商業(yè)培育者特異選擇這種統(tǒng)一成熟突變，減少果實中的基因編碼蛋白，因此導(dǎo)致了糖水平降低。“這是一種意想不到的結(jié)果，”Giovannoni說。Giovannoni解釋了為何商業(yè)種植者們不斷地選擇這種性狀。當(dāng)前的生產(chǎn)者還沒有從美味特性中得到一分錢。
當(dāng)然，不均勻成熟，在未成熟時顯示深綠色斑點，成熟時顯示差異紅色的西紅柿仍然會出現(xiàn)在各種花園和家傳品種中。早20世紀(jì)20年代末，商業(yè)培育者偶然發(fā)現(xiàn)了一個自然突變可導(dǎo)致西紅柿均一成熟，從淺綠色均勻的漸變到紅色。這種被植物生物學(xué)家稱為“統(tǒng)一成熟”的突變是美國商業(yè)西紅柿市場20億美金*的因素，出現(xiàn)在幾乎所有的雜貨店銷售的西紅柿中。這種均勻的紅色使得它成為了食品部門的理想食品，吸引著那些期望獲得顏色均勻紅色西紅柿的顧客。
這一發(fā)現(xiàn)具有實際應(yīng)用價值。希望能夠生成均勻紅色果實而非多種顏色美味西紅柿的商業(yè)生產(chǎn)者們現(xiàn)在可以對幼苗DNA進(jìn)行早期測試尋找統(tǒng)一成熟突變，而不再需要等待觀察成熟果實。與之相反的，不在意外表的那些人可以確定他們的植物是不是沒有突變，因此可能生成更甜美的果實。
加州大學(xué)戴維斯分校研究團(tuán)隊的、生物化學(xué)家Ann Powell說這項研究提供了“一個難得的機(jī)會將科學(xué)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)換到現(xiàn)實世界中……它提供了一種策略重新俘獲不知不覺被排除出現(xiàn)代培育的西紅柿的品質(zhì)特性。
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