100个西红柿，有100个不同的DNA秘密学术资讯

来源：生物通

研究揭示了100种西红柿的DNA秘密。

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当普利策奖和格莱美奖得主Kendrick Lamar说出“I got millions, I got riches buildin' in my DNA”时，他肯定没有想到不起眼的西红柿的DNA有多么多变。最新一项研究揭示了100个西红柿品种中超过23万个DNA差异，这将使育种者和科学家能够设计出更大，更多汁，更有商业价值的植物。

这项研究将于6月17日在Cell上发表。

“我们发现的绝大多数DNA差异都是全新的，”文章作者，约翰霍普金斯大学计算机科学与生物学副教授Michael Schatz说。

作为世界上最大的水果作物之一，商业化种植西红柿是一个价值1900亿美元的全球性产业，如果能查明导致西红柿形状，颜色和口味变化的各种基因组或结构变异之间的大规模差异，那对于许多行业来说都是好消息。

但是，以前的技术不能解读基因组的大部分，只能一次零碎地读取少量信息。

在这篇文章中，研究人员利用长读长纳米孔测序技术来捕获100个不同番茄品系中的238,490个结构变异（SV），揭示了各种基因型的大规模混合，以及成千上万个与基因和顺式调控区相交的SV。

与SNP相比，SV可以引起顺式调节区域的大规模扰动，因此更可能在数量上改变基因表达和表型。SV还可以通过直接改变基因拷贝数来修饰表达水平。然而，尽管它们很重要，但众所周知，通过短读测序鉴定SV非常困难且不可靠，从而使绝大多数SV难以分辨，并且其分子和表型影响也基本隐藏。

“像一个拥有数以亿计的小碎片的大拼图游戏，也许您设法将它的角落摆齐了，但还是无法拼凑出整体图片。在这项研究中使用的新技术使我们能够放大，并获得更大，更清晰的拼图碎片。”

在最新研究中，Schatz等人通过使用新的DNA测序技术和软件来“表达”见解，研究人员对100种不同番茄类型的基因组进行测序和比较，结果他们发现了23万多个结构变体。

从那里开始，研究小组更深入地进行了详细的基因实验，希望了解其中的一些变异如何影响西红柿的性状。在一个实验中，他们发现特定基因的重复会使西红柿个体大20％。接下来，他们发现了一个基因，该基因有助于某些西红柿的烟熏味。在第三组实验中，研究人员发现了一种复杂的相互作用，涉及四种结构变异，这些变异可以减轻简化西红柿收获的功能与降低生产力的功能之间的潜在权衡。

冷泉港实验室教授和霍华德休斯医学研究所的研究员Zachary Lippman说，在此之前，对其他任何农作物的调查规模都没有像这项研究这么大。

Lippman说：“我认为这为其他作物和从事这些作物的人们应该思考的问题奠定了基础。”

“所有农作物都是基于突变的。我们所食用的一切都是基于突变的，直到现在，识别和评估这些突变的重要性还相当缓慢。”

Schatz补充说：“我们采用的研究过程过去需要数百年，在某些情况下甚至是数千年才能完成，从这里，我们可以运用对遗传学的理解，非常迅速地驯化一些相关物种如西红柿，创造出新的粮食来养活整个世界。”

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