发现遗传密钥发现，显着增加产量并改善杂交番茄植物的味道

2010年4月7日—研究人员发现了一种基因的增产能力，这种基因控制着植物什么时候开花，在不同品种的番茄中起作用，最重要的是，它能在一系列环境条件下发挥作用。

2010年4月7日——纽约希伯来大学农业、食品与环境学院罗伯特·h·史密斯学院和冷泉港实验室(CSHL)的研究人员利用杂交番茄植株显著提高了产量和口味。

研究人员发现了一种基因的增产能力，这种基因控制着植物什么时候开花，在不同品种的番茄中起作用，最重要的是，它能在一系列环境条件下发挥作用。这项发现由希伯来大学(Hebrew University)的技术转让部门Yissum申请了专利，该机构正在寻找潜在的合作伙伴，以进一步开发和商业化。

CSHL的扎克·利普曼博士是这项研究的三位作者之一，他说:“这一发现具有巨大的潜力，可以改变价值数十亿美元的番茄产业，以及旨在从其他开花作物中获得最高产量的农业实践。”这项研究发表在《自然遗传学》(Nature Genetics)在线杂志上。该研究由希伯来大学(Hebrew University)的尤里·克里格(Uri Krieger)博士和丹尼·扎米尔(Dani Zamir)教授共同撰写。

该团队在寻找促进混合活力的基因的同时取得了发现，这是一个革命性的繁殖原则，这些原则刺激了一个世纪以前的玉米和大米这样的优秀杂种作物的生产。杂交活力，也称为杂种优势，是间断两种植物的现象产生更高的产率的更加剧烈的杂交后代。

杂种优势最早由查尔斯·达尔文于1876年发现，30年后由CSHL的玉米遗传学家乔治·舒尔重新发现，但杂种优势是如何发挥作用的仍然是个谜。

植物携带每个基因的两个副本，Shull的研究表明，每一代自然积累的有害的、致命的突变通过近亲繁殖暴露出来，但通过杂交隐藏起来。但关于杂种优势的成因仍未达成共识。希伯莱大学冷泉分校的新发现支持了一个杂种优势理论，该理论认为，活力的提高只来自于一个基因——这种效应被称为“超显性”或“超显性”。

找到这样的overdominant基因,美国以色列团队开发了一种新颖的方法通过将反一个巨大的番茄“突变体库”——5000株的集合,每一个都有一个单个基因的突变导致番茄生长的各个方面的缺陷,如水果大小、叶的形状,等等。研究小组选择了33株高产的突变株，将每株突变株与正常株杂交，寻找高产的杂交株。在几个案例中，最引人注目的例子提高了惊人的60%的产量。

该团队发现，该团队发现，产生了更大的产量，因为只有一个正常拷贝和仅产生一种称为Florigen的蛋白质的单一基因的一个突变拷贝。这种蛋白质，作为2004年在科学杂志中的年度的突破性发现，指示植物何时停止制作叶子并开始制作花，这反过来产生水果。

在诸如西红柿的植物中，开花（因此产量）受到弗洛里芬蛋白质之间的微妙平衡来控制，这促进开花，以及延迟开花的另一种相关蛋白质。仅氟化芬基因的一份拷贝中的突变导致杂交物在更少的时间内产生更多的花朵 - 改善产量的关键。研究人员发现的是，最大化产量，不太可能太多或太少。基因的一种拷贝中的突变导致了引起杂种优势所需的精确剂量。

科学家们在以色列、纽约的CSHL和位于纽约河源的康奈尔园艺实验站观察到这种基因在不同品种的西红柿、不同气候和土壤条件下生长的植物上的杂种优势效应

除了卓越的收益率外，杂交种也显示出另一个，也许同样重要的质量 - 味道。番茄植物仅产生有限量的糖，它们在其水果中平均分配。因此，较高的产量通常导致每种果实具有较低的糖含量。但是，值得注意的是，弗洛里芬基因也提高了个体果实的糖含量和甜度。

这项研究标志着单一基因的第一实例一致地造成杂种优势。科学家现在正在寻求与农业公司合作，开发用于商业用途的混合动力车。在单个基因的一份拷贝中突变的概念可以提高产量对育种者具有广泛的影响。突变植物通常被抛弃，因为突变对生长产生负面影响，但本研究表明杂交突变可能导致下一次改善作物的革命。