番茄有各种令人眼花缭乱的形状、大小和风味，一项新的研究使用最先进的 DNA 测序技术，最终追踪了这些差异的遗传基础。对 100 个番茄品种的基因序列的比较揭示了其 DNA 中超过 230,000 个变异。
冷泉港实验室的植物生物学家、7 月发表在《细胞》杂志上的这项研究的资深作者 Zachary Lippman 说，了解这些突变如何改变番茄将为育种者和科学家提供新的工具来改进这种作物和其他作物。科学家对各种番茄的基因组进行了测序和比较，包括野生品种和老式传家宝品种以及更现代的品种。他们使用一种称为长读测序的技术来追踪已被复制、删除或移动的大段番茄 DNA。这些结构变异显着改变了基因组，使用以前的技术无法精确定位，因为以前的技术只允许科学家一次读取少量片段。
博伊斯·汤普森研究所植物生物学家 Jim Giovannoni 说，科学家们已经知道给定物种的 DNA 可能具有显着的结构变异，但这是首次全面确定其程度和性质，他没有参与这项研究。
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研究人员确定了众多突变后，他们检查了这些变异如何影响番茄的特征。他们专注于三个特定性状——风味、大小和易于收获性。在一项测试中，该团队鉴定出一个赋予烟熏味的基因，为育种者提供了一个可以随意增强或消除的目标属性。在另一项实验中，科学家们使用基因编辑工具 CRISPR 修改了 DNA 结构，并通过复制特定基因的更多拷贝来改变果实大小。最后，他们研究了变异如何影响一种使番茄以更易于收获的形态生长的性状，但会导致果实产量降低。研究人员展示了四个结构变异如何共同调节相关基因，从而在不降低果实生产力的情况下维持该性状，从而建立了一个育种以实现这种平衡的方案。
Giovannoni 说，这项研究“揭示了数千个其他与基因相关的结构变异，这些变异可能解释了许多重要的番茄性状——疾病反应、胁迫耐受性、产量、性能和质量——现在可以访问这些变异”。Lippman 说，知道要突变哪个基因来调整特定性状是农业植物育种者和遗传学家的“圣杯”，并指出像这样的研究可以为使用可预测的、准确的育种来改良作物奠定基础。