一個控制現代栽培番茄果形、果實大小和市場性狀的新基因

番茄果實的形狀和大小是極為重要的性狀。在野生番茄人工馴化的過程中，目前已知控制果實形態的主效基因包括：SUN、OVATE、LC、FAS、FW2.2、FW3.2和FW11.3等。然而人們對栽培品種果實形狀和大小變異的遺傳學基礎知之甚少。之前的一項研究對市場上不同果實形態的大果番茄自交系的6個性狀位點（sun、lc、ovate、fas、fw2.2、fw3.2）進行了評估，并沒有發現任何變異，說明這些栽培番茄的果實形狀和大小是被其他位點控制的。在大果種質中，果實大小受果實形狀（flat和globe）影響。flat果實相對較小，但市場性狀更好；globe果實雖然更大，但容易發生角質層紊亂。二者常用于培育雜交品種，雜交果實大小居中，但保留了flat親本的果形和市場性狀。

2021年6月1日，Horticulture Research在線發表了題為“Identification and characterization ofGLOBE，a major gene controlling fruit shape and impacting fruit size and marketability in tomato”的研究論文。該研究在番茄12號染色體上臂中發現了1個與flat/globe果實形狀相關的位點，并將其命名為globe。該位點位于marker M2.1和marker 16EP133之間的392 kb區域內，進一步分析發現Solyc12g006860是GLOBE基因的唯一候選基因，該基因編碼1個油菜素內脂羥化酶。在globe果形番茄中，Solyc12g006860基因最后一個外顯子發生了單堿基插入，導致移碼突變。利用CRISPR/Cas9技術敲除flat果形番茄的Solyc12g006860基因，突變體番茄果實變成了globe果形，進一步證實了Solyc12g006860是GLOBE基因。隨后，對595份野生和馴化番茄的GLOBE等位基因進行分析，發現GLOBE突變發生在馴化過程的晚期。最后，該研究對來自3份不同遺傳背景以及globe位點不同基因型的番茄（Flat/Flat，Flat/Globe，Globe/Globe）進行全面分析，發現globe位點影響果形、果實大小和市場性狀等。除果實大小以外，GLOBE對其他性狀的影響都是隱性的。

該研究在現代栽培番茄中鑒定到1個控制果實大小和形狀的globe位點，解析了flat親本和globe親本雜交獲得優勢雜交品種的遺傳學基礎。利用globe親本進行雜交育種，將提高果實大小，也為番茄的分子育種和遺傳改良指出了新的方向。