一小簇遺傳訊息，其中一些可以追溯到6000萬年前，賦予了這種夏季主食水果獨特的風味和口感。番茄，這種夏季花園、沙拉和西班牙涼菜湯中的明星，其奧秘如今已被詳盡地揭示給植物育種家和園藝家。
番茄基因組聯盟今天公佈了兩種番茄的基因組序列，進一步豐富了植物基因圖譜的種類：一種是作為馴化番茄模型而培育的自交系品種“亨氏1706”，另一種是與其親緣關係最近的野生番茄——小果番茄（Solanum pimpinellifolium ）。這項歷時九年的研究，讓我們得以一窺番茄及其近緣植物家族的35,000個基因和12條染色體的完整結構。這兩個基因組序列也講述了番茄的馴化歷程，特別是其在美洲的最初栽培，以及16世紀“金蘋果”（pomo d'oro）傳入舊大陸的故事。
這些序列為了解番茄特有的顏色、風味和質地相關的基因提供了新的見解，並可能為植物生物學家提供大量可用於育種或其他方法的全新遺傳資訊。根據康乃爾大學統計，番茄在美國的市場規模達20億美元。
「番茄的遺傳學是提升番茄口感的根本所在，這既是每個家庭園丁都知道的，也是每個超市顧客都渴望的，」康奈爾大學博伊斯·湯普森植物研究所的科學家詹姆斯·喬瓦諾尼說道，他領導了美國的測序團隊。 “基因組序列將有助於解決這個問題，以及番茄生產和品質方面的許多其他問題。”
就在上週，植物生物技術專家破解了番茄的味覺密碼，他們利用味覺測試的統計分析，分離出了二十多種控制甜度和濃鬱度的風味化合物。 「我們現在確切地知道該如何修復番茄的『缺陷』了，」佛羅裡達大學的哈里·克利說。
如今，這一點比以往任何時候都更加真實。兩種番茄基因序列表明，美味香甜的園藝品種與超市裡那些果肉粗糙、呈紅色的番茄之間並沒有太大區別。這些品種之間的核苷酸差異僅為0.6%，也就是540萬個單核苷酸多態性位點——因此，將優良性狀重新導入栽培品種可能並不需要進行太多的改良。
例如，大約有50個基因參與番茄果實發育過程中細胞壁的構建，這種性狀對果實的質地有著重要影響。數百萬個單核苷酸多態性（SNP）位點可能具有無限的潛力，可以作為番茄性狀的新寶庫。
除了改良番茄之外，新的基因組序列還為科學家提供了一個研究茄科植物中與其親緣關係最近的物種的新系統。我們許多糧食作物都與番茄有直接的親緣關係，包括馬鈴薯、辣椒、矮牽牛、菸草，甚至咖啡。番茄聯盟從馬鈴薯基因組定序聯盟獲得了一些數據，並對這兩種植物進行了比較，發現它們的基因差異僅為8%。其他肉質水果也能從中受益——甜瓜、蘋果、草莓等等都與番茄有許多共同特徵。番茄基因框架將有助於更輕鬆地比較常見和不同的植物基因序列。
透過建構這個基因組支架，其他科學家、種子企業和植物育種者也更容易對不同的番茄品種進行定序。
「現在我們可以開始提出更多關於果實生物學、抗病性、根系發育和營養品質等方面的有趣問題了，」喬瓦諾尼在一份聲明中說。
該論文發表在 5 月 31 日的《自然》雜誌。
