由美國霍華德·休斯醫(yī)學(xué)研究所（HHMI）的Zachary Lippman領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊與約翰霍普金斯大學(xué)（Johns Hopkins University）的Michael Schatz等人合作，已經(jīng)鑒定出100種番茄的基因組中長期隱藏的突變。該團隊對這種突變進行了最全面的評估，這種突變會改變?nèi)魏沃参锏腄NA的長片段，并可能導(dǎo)致新番茄品種的產(chǎn)生和現(xiàn)有番茄品種的改良。研究團隊發(fā)現(xiàn)的少數(shù)幾個突變可以改變植物的關(guān)鍵特征，如風味和重量。這項研究成果已于2020年6月17日發(fā)表在《細胞》雜志上。

生物體細胞內(nèi)攜帶的四種DNA堿基的突變或變化會改變其物理特性。研究植物的科學(xué)家通常專注于一種小的、易馴化的突變。Lippman團隊研究的突變比科學(xué)家通常研究的突變要大得多，這種稱為結(jié)構(gòu)變異的突變通過復(fù)制、刪除、插入或移動基因組中其他地方的長片段DNA來改變DNA的結(jié)構(gòu)。研究小組不僅在番茄及其野生近緣中發(fā)現(xiàn)了這些突變，還確定了它們在植物中的功能。

該研究使用一種名為“長讀測序”（long-read sequencing）的技術(shù)，鑒定了番茄中超過20萬個結(jié)構(gòu)性突變。他們發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)突變并沒有改變基因編碼，但許多突變改變了控制基因活性的機制。例如，某個基因可以控制番茄果實的大小，缺乏該基因的植物永遠不會結(jié)出果實，而帶有三份該基因副本的植物比只有一份基因副本的植物結(jié)出的果實要大30%。該研究團隊還展示了DNA結(jié)構(gòu)如何影響性狀。

這些研究成果可以幫助解釋其他農(nóng)作物的性狀多樣性，并幫助育種者改良品種。例如，也許在番茄的近親-燈籠果（Physalis pruinosa）上增加一個大小基因副本，就可以使它們的果實更大，從而吸引人們的購買。

來源：霍華德·休斯醫(yī)學(xué)研究所