小麥和玉米等作物經曆了數千年的育種過程，在此過程中人類逐漸將野生植物改造為高度栽培的變種。一個動機是更高的產量。這種育種的副作用是遺傳多樣性的減少和有用性質的喪失。這表現在現代的作物品種對疾病的敏感性增加，缺乏風味，或者維生素和營養成分下降。

        如今，在一項新的研究中，來自巴西、美國和德國的研究人員首次使用CRISPR-Cas9(一種現代的基因組編輯過程)在一代中就利用野生植物中培育出新的作物。從野生番茄開始，他們引入了多種作物的性狀，同時又不會喪失這種野生植物的寶貴遺傳特性。相關研究結果於2018年10月1日在線發表在Nature Biotechnology期刊上，論文標題為“De novo domestication of wild tomato using genome editing”。

        作為親本植物物種，這些研究人員選擇了醋栗番茄(Solanum pimpinellifolium)，它是來自南美洲的野生番茄，也是現代栽培番茄的祖先。這種野生植物的果實隻有豌豆的大小，產量低---這兩種特性使它不適合作為作物。另一方麵，它的果實比現代的西紅柿更芳香，這是因為現代的西紅柿由於育種而失去了一些味道。此外，這種野生果實含有更多的番茄紅素(lycopene)。這種所謂的自由基清除劑被認為是一種有價值的抗氧化劑。

        這些研究人員通過使用多重CRISPR-Cas9修飾這種野生植物，從而使得後代植物的6個基因發生較小的遺傳修飾。這些決定性基因被認為是這種現代的馴化番茄特征的遺傳關鍵。具體而言，他們對這種野生番茄的基因組進行了以下修飾而培育出新的品種：這種新品種的果實比這種野生番茄大三倍，這相當於櫻桃番茄的大小。這種新品種的果實產量增加了10倍，而且它們的形狀是橢圓形的，相比之下，這種野生番茄的果實是圓形的。這種屬性很受歡迎，這是因為當下雨時，圓形果實比橢圓形果實更快地分開。這種經過基因修飾的野生番茄也具有更緊湊的生長。

        另一個重要的新特性是這種新品種番茄中的番茄紅素含量是野生親本的兩倍以上---並且是傳統的櫻桃番茄中的番茄紅素含量的五倍以上。這是一項決定性的創新，針對當前的栽培西紅柿的傳統育種工藝都無法實現這一點。番茄紅素能夠有助於預防癌症和心血管疾病。因此，從健康的角度來看，與僅含有非常有限數量的番茄紅素的傳統栽培番茄和其他的蔬菜相比，這種新的番茄品種可能具有額外的價值。到目前為止，育種者已嚐試過增加栽培番茄中的番茄紅素含量，但都失敗了。然而，即便成功地實現這一點，這也是以犧牲β-胡蘿卜素含量為代價的。β-胡蘿卜素起著保護細胞的作用，因而是有價值的營養物質。(生物穀 Bioon.com)

        參考資料：

        Agustin Zsögön, Tomáš Čermák, Emmanuel Rezende Naves et al. De novo domestication of wild tomato using genome editing. Nature Biotechnology, Published Online: 01 October 2018, doi:10.1038/nbt.4272.