《自然通讯》：可提高番茄产量的光基因

早在20世纪20年代，就有研究人员发现了番茄短日照这个现象，但是至今我们仍对其知之甚少。最近，科学家们在野生番茄中发现了一个基因，可让种植番茄能够一天24小时生长在自然和人工光源下，使其产量提高20%。相关研究结果发表在最近的《自然通讯》（Nature Communications）杂志。

　　

生物通报道：植物生物量的一个重要制约因素是自然日照长度。人工光允许较长的光周期，但是番茄作物生长在连续光照情况下，会发生有害的叶损伤，因此，商业番茄必须生长在一个日夜周期中，每天光照时间大约为16个小时左右。相反，其他植物，如辣椒、生菜和玫瑰则没有这个问题——它们可以一直生活在连续光中，这有利于大工厂化温室种植。

早在20世纪20年代，就有研究人员发现了番茄短日照这个现象，但是至今我们仍对其知之甚少。最近，科学家们在野生番茄中发现了一个基因，可让种植番茄能够一天24小时生长在自然和人工光源下，使其产量提高20%。

来自荷兰瓦格宁根大学的研究人员称，他们对一株原产于美国南部的野生番茄的基因组进行了分析。遗传学证据、RNA-seq数据、基因沉默实验和序列数据，全部指向7号染色体上一个叫做CAB-13（chlorophyll a/b binding protein 13）的基因，这个基因能够使番茄耐受连续的光照。在拟南芥中，这个蛋白质被认为具有调控功能，平衡光合体系I和II所收集的光。

然后，研究人员通过传统的杂交育种，而不是基因工程，将该基因转移到现代番茄中，并对杂交后代进行了检验。与生长在温室条件16小时的番茄相比，一天24小时生长在连续光中的番茄，产量提高了20%。

相关研究结果发表在最近的《自然通讯》（Nature Communications）杂志。本研究主要负责人Aaron Velez-Ramirez称，到目前为止，番茄的口感或保质期还没有任何不良影响的迹象。

在发给AFP的一封邮件中，他说：“似乎我们只是在谈论与16小时光周期所产生特征相同的番茄。一些马铃薯和矮牵牛品种，跟番茄属于同一个科，也对连续光敏感。所以，可以找到一种方法赋予它们对连续光的耐受性，但是我不认为这会带来经济效益。”

他解释说，许多植物物种可耐受连续光，但是这对种植者只有经济意义，因为他们关注高价值作物的照明成本。

Velez-Ramirez补充说：“当然，从科学的角度来说，发现为什么一些物种能应对连续光，而另外一些物种则不能，总是非常有趣的。在探索这种问题的过程中，我们学到了很多关于‘植物如何发挥功能，如何适应它们的环境’的知识。”

（生物通：王英）

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生物通推荐原文摘要：
A single locus confers tolerance to continuous light and allows substantial yield increase in tomato
Abstract: An important constraint for plant biomass production is the natural day length. Artificial light allows for longer photoperiods, but tomato plants develop a detrimental leaf injury when grown under continuous light—a still poorly understood phenomenon discovered in the 1920s. Here, we report a dominant locus on chromosome 7 of wild tomato species that confers continuous light tolerance. Genetic evidence, RNAseq data, silencing experiments and sequence analysis all point to the type III light harvesting chlorophyll a/b binding protein 13 (CAB-13) gene as a major factor responsible for the tolerance. In Arabidopsis thaliana, this protein is thought to have a regulatory role balancing light harvesting by photosystems I and II. Introgressing the tolerance into modern tomato hybrid lines, results in up to 20% yield increase, showing that limitations for crop productivity, caused by the adaptation of plants to the terrestrial 24-h day/night cycle, can be overcome.