番茄丟失的耐鹽基因被找回

人口的增加對高效利用農業資源提出了更高的要求。據統計，全球鹽堿地面積高達9.56億hm2，提高作物的耐鹽性是解決糧食安全問題的重要途徑之一。番茄是主要蔬菜之一，起源于南美洲安第斯山地區，當地野生醋栗番茄能夠在較高鹽脅迫環境下生長。然而，在馴化和育種過程中，人類更關注其果實大小，丟失了野生番茄的耐鹽基因。

2020年3月，中國農業科學院（深圳）農業基因組研究所研究員黃三文團隊與中國科學院上海植物逆境生物學研究中心研究員朱健康團隊開展合作研究，找到了丟失的番茄耐鹽基因SlHAK20，研究成果在線發表于權威學術期刊《The EMBO Journal》。

研究團隊測定了369份番茄材料根系和地上部分的鈉、鉀離子含量，發現根中鈉鉀離子比在醋栗番茄、櫻桃番茄和栽培番茄3個群體中逐次提高，且與果實質量成正比，這表明馴化過程中番茄耐鹽性降低很可能與選擇更大果實相關。通過全基因組關聯分析，發現了1個離子轉運蛋白基因SlHAK20。SlHAK20具有鈉離子轉運活性，基因組分析表明：此基因受到了強烈的馴化選擇，基因編碼區的1段6個堿基的缺失導致了栽培番茄耐鹽性的顯著降低。該研究將為耐鹽作物的育種提供新的技術方案。

研究還發現，敲除水稻中SlHAK20的2個同源基因OsHAK4和OsHAK17會導致水稻對鹽脅迫敏感，這意味著在單、雙子葉作物中SlHAK20同源基因應答鹽脅迫的功能是保守的。打破小果基因與耐鹽基因的連鎖是下一步育種的方向，該研究將為耐鹽作物的育種提供新的技術方案。