番茄有各種令人眼花繚亂的形狀、大小和風味，一項新的研究使用最先進的 DNA 測序技術，最終追蹤了這些差異的遺傳基礎。對 100 個番茄品種的基因序列的比較揭示了其 DNA 中超過 230,000 個變異。
冷泉港實驗室的植物生物學家、7 月發表在《細胞》雜誌上的這項研究的資深作者 Zachary Lippman 說，瞭解這些突變如何改變番茄將為育種者和科學家提供新的工具來改進這種作物和其他作物。科學家對各種番茄的基因組進行了測序和比較，包括野生品種和老式傳家寶品種以及更現代的品種。他們使用一種稱為長讀測序的技術來追蹤已被複制、刪除或移動的大段番茄 DNA。這些結構變異顯著改變了基因組，使用以前的技術無法精確定位，因為以前的技術只允許科學家一次讀取少量片段。
博伊斯·湯普森研究所植物生物學家 Jim Giovannoni 說，科學家們已經知道給定物種的 DNA 可能具有顯著的結構變異，但這是首次全面確定其程度和性質，他沒有參與這項研究。
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研究人員確定了眾多突變後，他們檢查了這些變異如何影響番茄的特徵。他們專注於三個特定性狀——風味、大小和易於收穫性。在一項測試中，該團隊鑑定出一個賦予煙燻味的基因，為育種者提供了一個可以隨意增強或消除的目標屬性。在另一項實驗中，科學家們使用基因編輯工具 CRISPR 修改了 DNA 結構，並透過複製特定基因的更多複製來改變果實大小。最後，他們研究了變異如何影響一種使番茄以更易於收穫的形態生長的性狀，但會導致果實產量降低。研究人員展示了四個結構變異如何共同調節相關基因，從而在不降低果實生產力的情況下維持該性狀，從而建立了一個育種以實現這種平衡的方案。
Giovannoni 說，這項研究“揭示了數千個其他與基因相關的結構變異，這些變異可能解釋了許多重要的番茄性狀——疾病反應、脅迫耐受性、產量、效能和質量——現在可以訪問這些變異”。Lippman 說，知道要突變哪個基因來調整特定性狀是農業植物育種者和遺傳學家的“聖盃”，並指出像這樣的研究可以為使用可預測的、準確的育種來改良作物奠定基礎。