对100个品种的研究揭示了番茄的隐藏突变

由美国霍华德·休斯医学研究所（HHMI）的Zachary Lippman领导的研究团队与约翰霍普金斯大学（Johns Hopkins University）的Michael Schatz等人合作，已经鉴定出100种番茄的基因组中长期隐藏的突变。该团队对这种突变进行了最全面的评估，这种突变会改变任何植物的DNA的长片段，并可能导致新番茄品种的产生和现有番茄品种的改良。研究团队发现的少数几个突变可以改变植物的关键特征，如风味和重量。这项研究成果已于2020年6月17日发表在《细胞》杂志上。

生物体细胞内携带的四种DNA碱基的突变或变化会改变其物理特性。研究植物的科学家通常专注于一种小的、易驯化的突变。Lippman团队研究的突变比科学家通常研究的突变要大得多，这种称为结构变异的突变通过复制、删除、插入或移动基因组中其他地方的长片段DNA来改变DNA的结构。研究小组不仅在番茄及其野生近缘中发现了这些突变，还确定了它们在植物中的功能。

该研究使用一种名为“長读测序”（long-read sequencing）的技术，鉴定了番茄中超过20万个结构性突变。他们发现的大多数突变并没有改变基因编码，但许多突变改变了控制基因活性的机制。例如，某个基因可以控制番茄果实的大小，缺乏该基因的植物永远不会结出果实，而带有三份该基因副本的植物比只有一份基因副本的植物结出的果实要大30%。该研究团队还展示了DNA结构如何影响性状。

这些研究成果可以帮助解释其他农作物的性状多样性，并帮助育种者改良品种。例如，也许在番茄的近亲-灯笼果（Physalis pruinosa）上增加一个大小基因副本，就可以使它们的果实更大，从而吸引人们的购买。

来源：霍华德·休斯医学研究所