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科學研究：番茄多樣性源於DNA突變
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科學研究：番茄多樣性源於DNA突變
美國冷泉港實驗室的植物學家、研究的合作者紮卡裏·李普曼（Zachary Lippman）表示，如果能掌握讓番茄突變的方式，種植戶和科學家也將擁有改良番茄等作物的新工具。該研究在《細胞》（Cell）上發表。李普曼和同事測量並對比了各種各樣的番茄基因組序列，包括野生品種、古老的“傳家寶”式的品種以及諸多當代的品種。他們采用長讀取測序（long-read sequencing）方法，追蹤到已被複製、刪除、轉移後的番茄DNA大片段。這些結構變異，極大地改變了基因組序列。但若使用以前的技術，科學家一次隻能讀取一個很短的片段，而無法準確找出這些結構變異。
圖片來源：Pixabay
吉姆·焦萬諾尼（Jim Giovannoni，並未參與這項研究）是美國博伊斯·湯普森植物研究所的植物學家。他表示，科學家已經知道，某一給定物種的DNA能出現顯著的突變，但這項研究首次全麵確定了其突變程度和性質。
研究人員在確定這些突變之後，還研究了這些突變如何影響番茄的性質。他們重點研究了味道、大小和成熟難易度這三個特征。在一次測試中，該團隊找到一個可以注入煙熏味的基因，表明種植戶可按照其意願加強或消除某一特征。在另一項實驗中，科學家利用基因編輯工具CRISPR修改DNA結構，通過增加某一基因的複製量，讓番茄的個頭變大。最後，番茄還有一個特性，它能使番茄更易成熟，但這也會導致番茄產量下降。
圖片來源：Pixabay
科學家針對這一特征研究了突變對其影響方式。他們展示出4個結構變異一起可實現對有關基因的調節，這些基因既能保留這些特征，又能避免降低番茄的產量，為種植過程中實現兩者的平衡製定了一個科學試驗計劃。
焦萬諾尼表示，研究表明，“還有數千種與基因有關的結構變異可用於解釋諸多重要的番茄特征——如疾病反應、抗逆性、產量、性能、質量——現在，這些特征都可以進行研究。”掌握了哪個基因可用於調節某一特定特征，對於農作物種植戶和遺傳學家而言，就像獲得了一個“聖杯”那樣寶貴。李普曼提到，這類研究為利用可預測的精確育種來改良作物奠定了基礎。
撰文：哈裏尼•巴拉特（Harini Barath）
翻譯：趙歡
引進來源：環球科學
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圖片來源：Pixabay
番茄有很多不同的形狀、大小、味道，令人眼花繚亂。在一項新的研究中，科學家利用最先進的DNA測序技術，最終追溯到了導致這些差異的遺傳基礎。對100個番茄品種遺傳序列的比較發現，其DNA竟出現了數量多達23萬種突變。美國冷泉港實驗室的植物學家、研究的合作者紮卡裏·李普曼（Zachary Lippman）表示，如果能掌握讓番茄突變的方式，種植戶和科學家也將擁有改良番茄等作物的新工具。該研究在《細胞》（Cell）上發表。李普曼和同事測量並對比了各種各樣的番茄基因組序列，包括野生品種、古老的“傳家寶”式的品種以及諸多當代的品種。他們采用長讀取測序（long-read sequencing）方法，追蹤到已被複製、刪除、轉移後的番茄DNA大片段。這些結構變異，極大地改變了基因組序列。但若使用以前的技術，科學家一次隻能讀取一個很短的片段，而無法準確找出這些結構變異。
圖片來源：Pixabay
吉姆·焦萬諾尼（Jim Giovannoni，並未參與這項研究）是美國博伊斯·湯普森植物研究所的植物學家。他表示，科學家已經知道，某一給定物種的DNA能出現顯著的突變，但這項研究首次全麵確定了其突變程度和性質。
研究人員在確定這些突變之後，還研究了這些突變如何影響番茄的性質。他們重點研究了味道、大小和成熟難易度這三個特征。在一次測試中，該團隊找到一個可以注入煙熏味的基因，表明種植戶可按照其意願加強或消除某一特征。在另一項實驗中，科學家利用基因編輯工具CRISPR修改DNA結構，通過增加某一基因的複製量，讓番茄的個頭變大。最後，番茄還有一個特性，它能使番茄更易成熟，但這也會導致番茄產量下降。
圖片來源：Pixabay
科學家針對這一特征研究了突變對其影響方式。他們展示出4個結構變異一起可實現對有關基因的調節，這些基因既能保留這些特征，又能避免降低番茄的產量，為種植過程中實現兩者的平衡製定了一個科學試驗計劃。
焦萬諾尼表示，研究表明，“還有數千種與基因有關的結構變異可用於解釋諸多重要的番茄特征——如疾病反應、抗逆性、產量、性能、質量——現在，這些特征都可以進行研究。”掌握了哪個基因可用於調節某一特定特征，對於農作物種植戶和遺傳學家而言，就像獲得了一個“聖杯”那樣寶貴。李普曼提到，這類研究為利用可預測的精確育種來改良作物奠定了基礎。
撰文：哈裏尼•巴拉特（Harini Barath）
翻譯：趙歡
引進來源：環球科學
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