张大妈

Plant Communications | 海南大学等团队利用 CRISPR/Cas9 技术成功创建爆米花风味番茄

源自公众号:番茄研究

02-02 10:38

番茄在追求高产耐储的育种中常牺牲风味,香气流失成为品质提升的瓶颈。海南大学联合多机构团队,通过精准基因编辑技术,成功让番茄果实散发出独特的米!花!>香气。这一突破不仅为培育风味更佳的番茄新品种奠定了基础,也展示了基因编辑在创造全新作物性状上的巨大潜力,为未来农产品风味改良提供了全新视角。

Plant Communications | 海南大学等团队利用 CRISPR/Cas9 技术成功创建爆米花风味番茄智能速览

  • 研究证实自然界不存在天然的爆米花风味番茄。

  • 利用CRISPR/Cas9技术敲除SlBADH2基因是创造香气的关键。

  • 编辑后的番茄果实中检测到2-AP,即爆米花风味物质。

  • 85%的受试者更喜欢这种新风味番茄。

  • 基因编辑未影响番茄的正常生长,并提升了整体营养品质。

Plant Communications | 海南大学等团队利用 CRISPR/Cas9 技术成功创建爆米花风味番茄精华内容

如何让失去香气的番茄重新获得迷人的风味?这项研究通过精准的基因“剪刀”,从分子层面给出了答案,让原本不可能的爆米花风味成为现实。

锁定风味基因

研究首先确认了番茄中与爆米花风味相关的关键基因SlBADH2,该基因在果实中高度表达。然而,对391份番茄种质资源的分析发现,自然界中并不存在该基因功能缺失的天然突变体。这意味着,仅靠传统育种方法无法获得爆米花风味的番茄,必须借助现代生物技术进行定向改造。

基因编辑创奇迹

研究团队采用CRISPR/Cas9基因编辑技术,精准地对SlBADH2基因进行剪切,成功获得了多个基因突变株系。这些突变导致SlBADH2蛋白功能丧失。更令人欣喜的是,这些经过改造的番茄植株在营养生长和生殖生长上与野生型相比并无显著差异,表明该基因编辑对植株本身是安全的。

爆米花风味诞生

感官评价是检验成果的最终标准。经测试,编辑后的番茄果实散发出明显的爆米花香气,85%的受试者表示更喜欢这种独特风味。气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)的检测结果进一步证实,突变体果实中2-AP含量高达27.4-38.0 μg/kg,与香米、香花生中的含量相当,而野生型番茄中则完全检测不到该物质。

营养品质提升

不仅有风味,更有营养。酶活性实验显示,SlBADH2基因的敲除改变了果实内部的代谢流,导致突变体中56.47%的检测代谢物含量上升。这种代谢重编程不仅带来了独特的香气,还显著提升了果实的整体营养品质,为未来风味与营养协同改良的育种方向提供了新思路。

本研究首次成功利用基因编辑技术,为番茄赋予了全新的爆米花风味,这是在作物香气育种领域的一次重要突破。它不仅为培育市场欢迎的新型番茄品种开辟了道路,也再次证明了基因编辑技术在创造传统育种难以获得的新种质资源中的核心价值。未来,这种风味独特的番茄能否走向大众餐桌,又将如何影响农业生态,这些都值得持续关注和探讨。

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