利用基因编辑技术 使西红柿富含抗氧化和抗癌的类胡萝卜素

无论是新鲜的、煮熟的、做成酱、晒成果干还是榨成汁，总之，无论是哪种食用方式，西红柿（番茄）都可以说是全球用途最广泛的蔬菜（水果）之一。

目前全球有超过1万个品种的番茄，各种大小、形状和颜色。然而，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，再加上许多性状是由多基因控制的事实，使提高产量和质量成为番茄育种专家面临的一个重大挑战。

近日，发表在《Scientific Reports（科学报告）》上的一项研究中，由日本筑波大学领导的研究团队解释了现代基因编辑技术是如何帮助番茄育种者的。

该研究的通讯作者Hiroshi Ezura教授说：“西红柿是第一种被批准供人类食用的转基因食品。然而，许多早期的转基因品种含有来自其他物种的基因，因此，引起了消费者对安全的担忧。再加上大多数转基因品种在质量上并未显著提高，所以番茄育种在很大程度上已远离了转基因。”

与传统的基因修饰不同，现代基因编辑技术不会在基因组中留下任何痕迹，而且可以在原生基因中只引入细微的变化，从而模仿自然变异。

番茄中含有的类胡萝卜素含量相对较高。类胡萝卜素是维生素A的前体，具有抗氧化和抗癌特性，因此它对人类营养极为重要。此前，已有一些增加番茄类胡萝卜素积累的自然突变方法，但是将其引入商业品种的前景十分复杂且耗时。

因此，筑波大学领导的研究小组开始利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，可以同时改变与类胡萝卜素积累相关的三个基因。”

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。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41598-020-77379-2