通过基因编辑创建的新型番茄，非常适合城市花园和外太空

时间：2021-09-09 09:52:21 来源：

当三个特定的基因突变被组合并调整到正确的位置时，科学家们就可以将番茄植物变成非常紧凑的灌木丛，非常适合都市农业。这些突变中只有两个（插入，左）缩短了通常是葡萄状的植物在田间生长的时间，但是所有三个突变（插入，右）使它们的果实像葡萄一样成束。研究人员切掉了植物的叶子，以更清晰地观察新西红柿。

基因编辑正在将番茄作物从田间移动到城市天际线甚至外太空。研究人员使用CRISPR基因编辑来优化用于都市农业的番茄。

农民很快就可以在葡萄架上，在摩天大楼的屋顶上，甚至在太空中种植像葡萄一样捆成一束的西红柿。那就是如果一堆新的基因编辑作物被证明和第一批一样富有成果。

冷泉港实验室教授和HHMI研究人员Zach Lippman说，这项新研究的主要目标是设计出可以在城市环境或其他不适合植物生长的其他地方种植的多种作物。 “城市农业番茄。”

这些新的经过基因编辑的番茄植株看上去并不像您在后院花园或农田中发现的长藤蔓植物。最显着的特征是它们的束状，紧凑的水果。他们像一束玫瑰花，已经被成熟的樱桃番茄所取代。它们也很快成熟，产生成熟的水果，可以在40天内收获。而且你可以吃它们。

利普曼说：“它们的形状和尺寸很小，味道很好，但是当然，这完全取决于个人的喜好。”

最重要的是，它们是环保的。

利普曼说：“这证明了我们如何以新的方式生产农作物，而不必将土地大面积撕裂或增加流向河流和溪流的化肥。”“这是一种补充方法，可以帮助当地居民，减少碳足迹。”

对于任何关心气候变化的人来说，这都是一个好消息。今年早些时候，联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）警告说，有超过5亿人生活在已经因森林砍伐，天气模式变化和耕地过度使用而退化的土地上。通过将世界上一些农作物的重担转移到城市和其他地区，希望绝望的土地管理不善会有所缓和。

城市农业系统通常需要紧凑的植物，这些植物可以开槽或堆放在狭窄的空间中，例如在仓库或转换后的存储容器中的分层农业中。为了弥补有限空间所限制的农作物产量，城市农场可以在气候受控的条件下全年运营。这就是为什么使用可以快速生长和收获的植物有益的原因。即使使用的空间很小，每年的丰收也会带来更多的食物。

Lippman和他的同事通过微调两个控制繁殖繁殖和植物大小转换的基因SELF PRUNING（SP）和SP5G基因，使植物更快停止生长，开花和果实更早。但是利普曼的实验室知道，它只能对SP姊妹基因进行如此多的修饰，然后才能将其风味或产量换成更小的植物。

“当您在玩植物成熟时，您在玩的是整个系统，而该系统包括糖，糖的制造地，叶的叶片以及糖的分布方式，以及对果实的分配，利普曼说。

为了寻找第三位选手，利普曼的团队最近发现了SIER基因，该基因控制茎的长度。使用CRISPR基因编辑工具对SIER进行突变，并将其与其他两个开花基因中的突变相结合，可以形成较短的茎和非常紧凑的植物。

Lippman正在完善这项技术，该技术发表在《自然生物技术》的最新一期中，希望其他人能够在猕猴桃等其他水果作物上试用该技术。利普曼认为，通过缩短作物和收成的时间，农业可以达到新的高度。

他说：“我可以告诉你，美国宇航局的科学家已经对我们的新西红柿表达了一些兴趣。”

虽然第一艘飞往火星的船可能没有自己的农场，但宇航员仍可以用城市化的太空番茄来测试他们的绿色拇指。

参考：Choon-Tak Kwon，Jung Heo，Zachary H.Lemmon，Yossi Capua，Samuel F.Hutton，Joyce Van Eck，Soon Ju Park和Zachary B.Lippman的“快速定制茄科水果作物以用于城市农业”，2019年12月23日，自然生物技术。DOI：
10.1038 / s41587-019-0361-2

这项研究得到了霍华德·休斯医学研究所，农村发展管理局，韩国国家研究基金会，美国农业部国家粮食和农业研究所以及国家科学基金会的支持。

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