从脚踏实地到开创性独特的番茄突变如何改变可持续农业

西红柿是全世界饮食中的主食，也是可持续农业的重要组成部分。现在，博伊斯汤普森研究所 (BTI) 的科学家报告了对一种长期已知的番茄突变的突破性见解，释放了提高水果品质和抗逆性的潜力。

首席研究员、BTI 兼职助理教授、康奈尔大学综合植物科学学院高级研究员卡门·卡塔拉 (Carmen Catalá) 表示：“最初对一种有趣的突变体的好奇心，现已发展成为可持续农业的潜在变革性发现。”

这项研究发表在《实验植物学杂志》上，重点是解开一种名为“番茄突变体”的神秘面纱。adpressa ”，于 20 世纪 50 年代首次发现。该突变体因其不寻常的特征而引起关注：adpressa植物无法感知重力。这些植物通常靠近地面生长，而不是向上生长到天空;因此，它们的名字传达了一种习惯Catalá领导的

团队，包括 BTI 博士后研究员 Philippe Nicolas 和 Richard Pattison，首先揭示了导致这种令人着迷的效果的精确基因变化。他们发现，这种突变会阻止淀粉的合成，而淀粉的合成是糖的一种储存形式。

该团队进一步推进，利用该突变来研究有关水果生物学的基本问题。他们发现突变体显示出主要的转录和代谢调整，包括可溶性糖水平增加和生长增强。更令人惊讶的是，我们发现了对花端腐病(BER)的完全抵抗力，这是一种导致果实细胞膜退化和西红柿底部干燥、黑色和凹陷区域的生理疾病。

园丁和商业种植者经常注意到，BER 发生率很难预测，但与温度或不规则浇水等环境压力直接相关。BER 还会影响其他水果和蔬菜，包括辣椒、南瓜、黄瓜和甜瓜。尽管人们对这种复杂的疾病进行了深入研究，但 BER 发展的机制尚未完全了解。

“我们对adpressa突变体的研究结果非常有希望。与之前的想法相反，淀粉的缺乏并没有改变果实的发育和成熟。事实上，adpressa果实稍大，在生长过程中积累了更多的糖分。最引人注目的发现是对花端腐烂的抵抗力。Nicolas 指出，这些发现为提高水果产量和质量开辟了新途径，特别是在压力环境条件下

。西班牙马拉加和农业部共同利用先进的基因组和代谢分析工具来研究突变如何影响水果发育。

“我们观察到的糖代谢和水果组织细胞损伤抵抗力之间的复杂联系特别令人着迷。这项研究揭示了改造或培育能够更好地抵御环境挑战的西红柿的潜力，”尼古拉斯说。

该团队目前正在努力了解为什么这些突变体能够抵抗非生物胁迫，并期望找到在 BER 抗性中发挥重要作用的目标基因或化合物。

卡塔拉说：“我们希望这一发现能够带来新的方法来培育能够抵抗花端腐烂和其他类型的胁迫引起的损害的植物。” “它不仅有利于园丁和商业种植者，而且还会对生长条件不利的国家产生重大影响，这些国家的小农没有资源来保护农作物免受干旱等环境挑战。”

关于博伊斯·汤普森研究所

博伊斯·汤普森研究所 (BTI) 成立于 1924 年，是位于纽约伊萨卡的一流植物生物学和生命科学研究机构。BTI 科学家对基础研究进行调查，其目标是提高粮食安全、改善环境可持续性以及做出改善人类健康的基础发现。在整个工作过程中，BTI 致力于激励和教育学生，并为下一代科学家提供高级培训。BTI 是一家独立的非营利性研究机构，隶属于康奈尔大学。