番茄(Solanum lycopersicum)生物钟基因编辑对生长发育及产量的调控机制研究

研究人员通过CRISPR-Cas9基因编辑技术(clock)系统研究了番茄生物钟组件的调控功能，发现叶片和果实存在器官特异性节律差异，揭示了番茄与拟南芥在生物钟调控通路上的保守性与物种特异性，为作物产量和品质改良提供了新思路。

　　

生物钟系统就像植物体内的精密计时器，调控着番茄(Solanum lycopersicum)生长发育的关键进程。科学家们通过时间序列基因表达分析发现，番茄叶片在自由运行条件下展现出强劲的昼夜节律振荡，而果实则表现出节律减弱、相位偏移甚至节律紊乱的有趣现象，这揭示了生物钟调控具有器官特异性。

研究团队运用基因编辑"魔剪"CRISPR-Cas9技术，成功构建了clock突变体株系。这些"生物钟失调"的番茄植株不仅叶片运动节律发生相位改变，还表现出独特的生长发育表型，与模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)的时钟突变体形成鲜明对比。转录组分析进一步发现，虽然部分核心生物钟基因在两种植物中保持保守的峰值相位，但下游关键靶基因的调控网络却存在物种特异性差异。

这项研究就像解开了一把双锁：既揭示了生物钟调控在作物中的保守机制，又发现了番茄特有的节律调控通路，为通过精准调控生物钟来优化作物产量和品质提供了分子开关。