① 水果生長培育(定型)模具的資料
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人類可控制水果形狀:美科學家找到關鍵基因
美國俄亥俄州立大學農業研究與發展中心的研究員伊瑟·范德納普以及她的團隊近日發現了一個影響水果外形的關鍵基因,此基因也是目前為止發現的第二種可以將西紅柿自然長成各種外形的基因。
經過多年努力,科學家終於揭開了水果形狀各異原因的神秘外紗。自此以後,人類也許真的實現在不受如何外力強制的情況下可以隨意控制水果的形狀,同時這個關鍵基因的發現也為今後水果產量的大大提高提供了新的思路。
伊瑟·范德納普表示,「西紅柿的研究是水果外形研究的典型例子,隨著西紅柿由野生變為現在的人工種植,我們就更方便地去搞清楚造成了西紅柿如此繁多的外形樣式的成因為何。當我們搞清楚了西紅柿所有基因的作用後,自然我們就會找到那個控制形狀的基因。進而,我們也會搞清出其他外形各異農作物的原因,例如辣椒、黃瓜和葫蘆。」
而最先令科學家們感到頭痛的是基因SUN。它取名自一種橢圓形、尖底部的耕種西紅柿「Sun1642」。然而在隨後的研究過程中,科學家們發現基因SUN普遍存在於各種西紅柿中,比如HowardGerman西紅柿。
在觀察完整個西紅柿的胚質後,科學家們發現各種不規則西紅柿中總是有許多共同的基因成分,之後科學家們對這些共同基因進行分析,然後排除去不相關基因,反反復復,最後將基因范圍縮小到非常小的一部分。「我們最終確定了這個控制西紅柿形狀的最關鍵基因SUN:外形是長的西紅柿類型里這種基因開啟程度很高;而呈圓形西紅柿里這種基因是關閉的。我們隨後又發現,在其他種類外形是伸長的水果里這個基因是被高程度表達的。(原文轉述)」
科學家表示一旦基因SUN被確定後,下一步科研人員就會去驗證這種基因到底是否是水果外形變化的真正原因。范德納普和她的團隊進行了多個水果轉化實驗進行分析。他們實驗過程中發現,當把基因SUN轉入野生圓形的西紅柿植物中後,植物會長出伸長程度很大的果實;而當把可以生出長形西紅柿植物的基因SUN去除掉後,植物會產出外形接近野生圓形的西紅柿。
范德納普表示,「雖然我們目前還不能搞清楚基因SUN在西紅柿成形過程中是如何起作用的,但我們可以確定的是,基因SUN對於水果形狀的改變是非常關鍵的。我們現在可以向前邁進一大步。之後我們不禁要問:基因SUN或與它序列密切相關的基因,在其它水果與蔬菜的成形過程中,是不是也會起到如此重要的作用?」
在隨後的研究中,范德納普和她的團隊發現,SUN編碼了植物蛋白IQD12的IQ67域。在植物轉化實驗里,IQD12自己就可以使得西紅柿變成長形,而不是野生得圓形。此外,科學家們發現基因SUN的另一特點是,它可以影響授粉與受精後果實的外形,其中植物開花五天後,水果形態發育差異最為明顯。而之前被確定的可以控制果實外形的基因是OVATE,它由范德納普的博士導師康奈爾大學的史蒂文·坦克斯利(StevenTanksley)教授發現的。一些農作物學家和科學家認為,基因SUN的發現將會讓水果世界的「形體藝術」更加豐富多彩。