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(rèn)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(jìn)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(zhǔn)備好了被收獲的西紅柿，同時還能夠確保當(dāng)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(dāng)時機”。她同時說，消費者也會認(rèn)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(jìn)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(xì)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(jìn)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(jìn)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(rèn)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?zhǔn)资沁@種在果實成熟前便加以采摘的種植模式。”例如由于成熟進(jìn)程的改變，破壞了淀粉向糖的轉(zhuǎn)化
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