基因编辑使西红柿富含抗癌和抗氧化的类胡萝卜素

煮熟,生吃,晒干或榨汁,无论喜欢哪种方式,西红柿都可以说是地球上用途最广泛的水果之一——是的,现在西红柿确实属于水果啦。

有超过10000个大小,形状和颜色不同的西红柿栽培品种。有趣的是,现代番茄品种之间几乎没有遗传多样性。这种多样性的缺乏,再加上许多性状由多个基因控制的事实,使得提高植物产量和品质成为番茄育种者的主要挑战。

但在本周《科学报告》上发表的论文里,筑波大学的研究人员解释了现代基因编辑技术如何为番茄育种者提供帮助。

资深作者Hiroshi Ezura教授说:“西红柿是最早被批准的转基因食品。但是,许多早期转基因品种都含有其他物种的基因,这在安全性上引起了消费者的忧虑。外加上大多数转基因品种在质量上并未太过醒目,所以番茄育种在很大程度上已经放弃了转基因。”

与传统的遗传修饰不同,现代基因编辑技术在基因组中不留痕迹,可以在天然基因中引入微小变化,从而模仿自然变异。

西红柿含有较高水平的类胡萝卜素,这是许多植物的黄色,红色和橙色色素。类胡萝卜素是维生素A的前体,具有抗氧化和抗癌特性,因此它们对人体极为重要。已经报道了几种增强番茄中类胡萝卜素积累的天然突变,但是将其引入商业品种的前景十分复杂且耗时。

因此,筑波大学的研究团队着手使用基因编辑技术在番茄中复制积累类胡萝卜素的基因突变。

Ezura教授解释说:“以前使用Target-AID基因编辑技术已经实现了单个番茄基因的单核苷酸突变。但是,我们设计了一个系统,将变化同时引入与类胡萝卜素积累相关的三个基因中。”

在产生的12个番茄株系中,有10个在所有三组靶基因中都含有突变。进一步检查发现,在基因编辑的植物中类胡萝卜素,尤其是番茄红素含量很高。

Ezura教授解释说:“这表明使用基因编辑技术可以改善多基因植物的品质性状,并为提高不同作物的产量,保质期,营养成分和抗病性提供了一系列选择,这对人类健康和环境都有明显好处。”

原文:https://phys.org/news/2020-12-tweaking-carotenoid-genes-tomatoes-a-game.html

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