從事西紅柿化學(xué)成分研究的德國波茨坦市馬普學(xué)會植物分子生理學(xué)研究所的Alisdair Fernie認為，這一發(fā)現(xiàn)是“我們搞清西紅柿果實發(fā)育和成熟的一個巨大進步”。

起源于南美洲的西紅柿如今遍布*，僅在美國每年便有超過1500萬噸的產(chǎn)量。農(nóng)民在西紅柿成熟之前便把它們從藤上采摘下來，而70多年來，種植者在這個時候選擇的往往都是外觀呈均勻淺綠色的西紅柿。這使得人們更容易識別那些已經(jīng)準備好了被收獲的西紅柿，同時還能夠確保當被放到超市的貨架上時，這些果實已經(jīng)換上了均勻的紅色。然而美國加利福尼亞大學(xué)戴維斯分校的植物學(xué)家Ann Powell指出，與此形成對照的是，“野生品種具有深綠色的肩部，因而更難確定收獲它們的恰當時機”。她同時說，消費者也會認為，色彩不均勻的西紅柿缺乏吸引力。

為了找到顏色變化背后的基因，Powell和同事將人工栽培的西紅柿與野生品種進行了雜交。通過選擇那些具有深綠色肩部的植物，并將其與人工品種雜交，研究人員zui終把范圍縮小至10號染色體中的一個區(qū)域。利用完成的西紅柿基因組測序結(jié)果，他們找到了一個名為SlGLK2的基因——作為一個所謂的轉(zhuǎn)錄因子，該基因能夠控制其他基因何時及何地開啟或關(guān)閉。

在野生西紅柿中，SlGLK2增加了葉綠體的形成，后者是植物細胞中完成光合作用的地方。葉綠體通過一種綠色素——葉綠素來捕獲植物生長所需的陽光。更多的葉綠體使得野生西紅柿具有更綠的顏色。并未參與該項研究的伍斯特市俄亥俄州立大學(xué)西紅柿遺傳學(xué)家David Francis指出，盡管葉綠體的形成和葉綠素的合成是生物學(xué)中zui重要的發(fā)育進程，但人們對其知之甚少。他說，這是一個“重要且重大的”發(fā)現(xiàn)。“作者描述了一個有助于調(diào)控該進程的基因。”

然而超市貨架上大多數(shù)西紅柿的SlGLK2卻是失活的。Powell指出：“我們分析了約12個品種，一個來自亞洲，一些來自歐洲，并且它們都具有一種相同的突變。”研究人員并不知道這種突變——理應(yīng)由7個A構(gòu)成的一連串堿基對卻只剩下6個——zui初從何而來。但Powell認為，它可能已多次獨立出現(xiàn)，因為遺傳密碼的單字母重復(fù)有出錯的傾向。

盡管這種突變對農(nóng)民有利，但對于消費者而言，這卻不是一次“甜蜜”的交易。葉綠體用它們捕獲的光能將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為糖。具有突變SlGLK2基因的西紅柿不但葉綠體較少，并且含糖量也較低。通過向西紅柿內(nèi)嵌入一個完整的基因拷貝，研究人員使成熟果實的葡萄糖及果糖總量增加了40%，作者在6月28日發(fā)表于美國《科學(xué)》雜志網(wǎng)絡(luò)版上的一篇論文中這樣寫道。同時番茄紅素——對人體健康有益的一種抗氧化劑——的含量也顯著增加。出于制度的原因，科學(xué)家無法食用這些西紅柿，但他們相信，更高的糖含量會讓果實更加美味可口。Powell指出，完整的基因能夠通過傳統(tǒng)的栽培方式重新雜交回到西紅柿中。

然而Francis并不相信這就能改善西紅柿的口感。他推測，糖含量的增加或許還緣于植物其他部分的改變。事實上，西紅柿中大約80%的糖來自于葉，并在后來轉(zhuǎn)移到果實中。他同時警告說，在小溫室中得到的結(jié)果或許不同于農(nóng)民在野外種植的西紅柿。Francis說：“影響西紅柿味道的真正罪魁禍首是這種在果實成熟前便加以采摘的種植模式。”例如由于成熟進程的改變，破壞了淀粉向糖的轉(zhuǎn)化
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