客观日本

名古屋大学等通过基因组编辑改变形态,培育出花生形状的番茄

2023年02月14日 生物医药

名古屋大学研究生院生命农学研究科副教授白武胜裕的研究团队与金泽大学教授伊藤正树、华中农业大学博士郑庆游等开展共同研究,利用CRISPR-Cas9破坏番茄果实中控制细胞分裂的转录因子SlMYB3R3的基因,成功培育出了具有独特的花生形状的番茄。该技术的应用将有望为消费者提供前所未有形态的番茄。该研究成果已发表在《Journal of Experimental Botany》上。

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图1. 原品种“Suzukoma”和SlMYB3R3基因组编辑的番茄(供图:名古屋大学)

番茄的形状有圆形的、尖头的、心形的,也有像意大利番茄那样竖长形的、梨形的等等。此前已发现了通过改变果实的细胞分裂模式来改变果实形状的基因。

研究团队着眼于从拟南芥中发现的与细胞分裂控制相关的转录因子MYB3R,与番茄直系同源的关系开始了研究。

研究团队从基因组数据库中发现番茄中存在4种MYB3R,并将其分别命名为SlMYB3R1、SlMYB3R2、SlMYB3R3和SlMYB3R4。其中SlMYB3R3被估计在细胞分裂中起抑制作用,在花器官中显示出特异性基因表达,所以研究团队通过基因组编辑培育出了SlMYB3R3基因功能被破坏的番茄。

对发育初期的果实(子房)的组织观察结果显示,基因组编辑番茄纵向的细胞数增加,这被认为是形成竖长形果实的原因。另外,花器官组织观察的结果显示,子房因花冠的收紧而变形。对果实竖长的San Marzano番茄的花器官组织观察也和基因组编辑番茄一样,发现因花冠收紧导致的子房变形。结出梨形果实的Radana番茄,如果从花器官中去除花冠,则梨形果实就会变成椭圆形。

上述结果表明,番茄的竖长形和梨形果实形状,除了与果实的细胞分裂方向有关外,还由花冠导致的子房收紧有关。

原文:《科学新闻》
翻译:JST客观日本编辑部

【论文信息】
杂志:Journal of Experimental Botany
论文:Genome editing of SlMYB3R3, a cell cycle transcription factor gene of tomato, induces elongated fruit shape
DOI:10.1093/jxb/erac352