老作物，新伎俩:科学家在番茄中发现了罕见的味道增强基因

2019年5月16日—美国农业研究局(ARS)和博伊斯·汤普森研究所(BTWI)的科学家已经完成了栽培番茄及其野生亲缘番茄的泛基因组(一个物种所有菌株的整个基因集)的绘制。在这个过程中，他们发现了近5000个以前没有记录的基因。研究人员说，有了这些大量的特定基因信息，育种者应该能够增加商店购买的、批量生产的西红柿的味道，同时保留使它们成为经济优势作物的特性。

“构建这个泛基因组最重要的发现之一是一种标记为TomLoxC的罕见基因形式，其主要不同于其DNA基因启动子的版本。该基因通过催化许多与脂肪有关的挥发物的生物合成来影响水果的味道，这些挥发物很容易蒸发，有助于产生香气，”分子生物学家James Giovannoni解释说，他是该研究的作者之一。

通过发表在《自然遗传学》上的研究，科学家们能够确定TomLoxC的一个新角色。该基因促进了一组异胡萝卜素的产生——从类胡萝卜素中提取的有机化学物质，包括维生素a前体——作为信号分子影响植物的各种反应，包括环境应激源。这种化合物有各种各样的花香和水果味，这是番茄风味的重要属性。

725种番茄的泛基因组图谱
虽然栽培的番茄有广泛的生理和代谢变异，但研究人员指出，在它的驯化和育种过程中存在几个严重的瓶颈——这意味着今天的番茄有一个狭窄的遗传基础。

基因组是生物体基因及其功能的生物图谱。但一个基因组通常是单一品种的，它随后充当了该物种其余部分的参考基因组。这个泛基因组包括了来自725个不同栽培的和密切相关的野生番茄的所有基因，揭示了4873个基因在原始参考基因组中缺失。

这种罕见的TomLoxC基因只在2%的老番茄或传家宝栽培的大番茄品种中被发现，尽管这种基因主要存在于91%的加仑子大小的野生番茄中茄属植物pimpinellifolium它是栽培番茄的野生前身。这种基因变异在新物种中越来越普遍。

乔万诺尼补充说:“在番茄驯化的早期，似乎存在着强烈的选择压力，或至少没有选择这种TomLoxC版本的存在。”“这种形态在现代番茄中越来越普遍，可能反映了育种者对改善味道的新兴趣。”

“这些从番茄泛基因组中发现的新基因为番茄基因组库增加了大量信息，并为番茄改良提供了额外的机会。这些基因在不同番茄种群中的存在和缺失情况，为人类对所需性状的选择如何重塑番茄基因组提供了重要的启示，”BTI生物信息学科学家、该研究的合著者张军飞(音)说。

科学家们预计，在番茄基因组库中增加近5000个基因，随着它们在番茄生物学和果实质量中的作用被确定，将为改进番茄提供额外的机会。

FoodIngredientsFirst已经联系了这项研究的作者，请他们评论如何从这些发现中获得的新知识可以应用到基因改造实践中。

老作物，新伎俩
番茄作物对于农业创新并不陌生。这主要是由于番茄植株容易繁殖转基因番茄表现出性状变化的直接证据。因此，在新的育种实践领域的发展可能对寻求扩大他们的口味组合我们的目标是满足并超越消费者目前对传统番茄口味的期望。番茄作为厨房主食的主流地位是由一种强大的健康协会n，继续激励着一系列的NPD。

本杰明·费雷尔

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