又大又多汁的番茄，是我們餐桌上常見(jiàn)的食材，令人意想不到的是，未經(jīng)馴化的野生番茄雖然個(gè)頭小小，味道卻比常見(jiàn)的大番茄更甜。近日就有研究團(tuán)隊(duì)運(yùn)用基因技術(shù)，改良出又大又甜的新品種番茄。

番茄現(xiàn)在是全球不少地方的常見(jiàn)糧食，世界多地都會(huì)種植。經(jīng)過(guò)我們過(guò)去數(shù)千年的改良，番茄已經(jīng)變化了不少：過(guò)去我們傾向把番茄變得更大，因而有了現(xiàn)在常見(jiàn)的番茄種類(lèi)；反觀野外品種的番茄，果實(shí)其實(shí)只有櫻桃一般大小。相對(duì)來(lái)說(shuō)，我們以往並沒(méi)有將最多的心思放在改善番茄的味道之上，從現(xiàn)今持續(xù)發(fā)展的角度來(lái)看，果實(shí)儲(chǔ)藏了許多糖分和其他高碳含量的化合物，所以是植物儲(chǔ)藏碳的重要部分，了解植物如何分配它們從光合作用得來(lái)的碳，可能有助減少我們的碳排放。

控制果實(shí)大小和甜度的基因位於染色體上的附近區(qū)域，所以往往在改變番茄大小的同時(shí)也會(huì)影響它的甜味：比如說(shuō)我們把番茄從野外的品種改良得更大時(shí)，甜味卻相對(duì)地減低了，因此想要改良出又大又甜的番茄品種需要由基因入手。研究團(tuán)隊(duì)對(duì)比了野生的和作為農(nóng)作物的番茄品種的基因，以求找出影響甜味的部分。

研究團(tuán)隊(duì)找到了基因圖譜上這樣的一個(gè)區(qū)域，當(dāng)中有一條基因（SlCDPK27）在較甜的番茄品種中顯現(xiàn)得特別少。隨著番茄成熟，這條基因會(huì)顯現(xiàn)得更多，反映它與果實(shí)的成長(zhǎng)有關(guān)。

通過(guò)進(jìn)一步研究，揭示SlCDPK27這條基因負(fù)責(zé)控制一種蛋白激酶（protein kinase），該蛋白激酶會(huì)壓抑一種製造蔗糖的酵素，所以會(huì)減低現(xiàn)代番茄的甜度；而在野外的番茄品種中，SlCDPK27這條基因並不活躍，因此番茄中就能積累更多的糖分。

研究者運(yùn)用基因修改技術(shù)去修改這條基因，容許番茄積聚糖分，又不影響它的大小，成功產(chǎn)出了又大又甜的番茄。

現(xiàn)在我們常見(jiàn)的農(nóng)作物品種，大多經(jīng)過(guò)了多年來(lái)的人工篩選，基因的種類(lèi)難免單一。比如說(shuō)我們現(xiàn)在常見(jiàn)的番茄品種，大多早已被挑選為較大但甜度較低的種類(lèi)，因此參考野外品種的基因，反而可以幫助我們?cè)O(shè)計(jì)加強(qiáng)甜度的基因。我們可能經(jīng)常偏愛(ài)某些基因（例如讓農(nóng)作物更甜美、牲畜長(zhǎng)得更快），但人為選育往往會(huì)使得一些基因遺失，使得作物的抗病、抗災(zāi)害能力下降，給我們帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失，20世紀(jì)初美國(guó)的明星商品大麥克香蕉因黃葉病幾近絕跡，農(nóng)民最終選擇改種當(dāng)時(shí)因味道不佳被視為次品、但可抵抗黃葉病的香芽蕉，也是我們?nèi)缃褡畛Ｒ?jiàn)的商品香蕉，可見(jiàn)自然中物種基因多樣化的重要性。

值得留意的是，被改良後的番茄種子體積變小、數(shù)量也減低，但還能健康地發(fā)芽，這是植物在平衡能量運(yùn)用的現(xiàn)象：製造種子、在果實(shí)中積聚更多的糖分都需要利用能量，所以假如番茄中累積了較多的糖分，自然會(huì)減少製造種子。對(duì)這些機(jī)制有更深的認(rèn)識(shí)，可以幫助科學(xué)家們進(jìn)一步改良農(nóng)作物的生產(chǎn)。

小結(jié)

科學(xué)的發(fā)展，為我們提供了更多的技術(shù)去改良農(nóng)作物。不過(guò)，發(fā)展的同時(shí)，保證動(dòng)植物的多樣性亦是十分重要。今次研究也體現(xiàn)出，保留物種原始基因在繁育中能夠發(fā)揮重要的保障作用。

●杜子航 教育工作者

早年學(xué)習(xí)理工科目，一直致力推動(dòng)科學(xué)教育與科普工作，近年開(kāi)始關(guān)注電腦發(fā)展對(duì)社會(huì)的影響。