番茄基因 究取得重大突破 - Sol Genomics Network
更好吃的番茄要回来了
更好吃的番茄要回来了作者：韩扬眉来源：《农村-农业-农民·上半月》 2019年第6期现在的番茄没有儿时的味道了。
为了让番茄变得更优质美味,全世界的科学家们可是费了不小的功夫。
番茄在漫长的人类驯化和培育历史中,从祖先的野生种逐渐成为“优秀”的栽培种。
然而,由于人工选择,相对于野生祖先,栽培种的遗传多样性大幅减少,糟糕的是,其中负责“风味”的一些基因也跟着消失了。
挖掘和丰富番茄的基因资源,“复活”丢失的基因十分重要。
近日,美国康奈尔大学教授费章君团队和James Giovannoni教授课题组合作构建了栽培番茄及其近亲的泛基因组,绘制了近5000个以前未记录的基因。
更重要的是,发现了使番茄具备良好气味和口感的TomLoxC基因的一个“罕见”变体,这些有助于发掘番茄重要性状相关的基因资源,科学指导番茄改良和育种。
相关成果于近日发表在《自然—遗传学》上。
构建泛基因组图谱,更“懂”番茄番茄是全球消费量最大的蔬菜、水果之一,根据联合国粮农组织统计,2017年世界总产量达1.82亿吨,价值超过600亿美元。
在美国,番茄是仅次于土豆的第二大食用蔬菜。
而在中国,它既是美味佳肴的“主角”,又是夏日解暑的鲜食水果,其风味和品质备受青睐。
基因组是打开生命体奥秘的“钥匙”,但基因组通常来自某个特定个体,只能作为同一物种内其他生物体的参考基因组。
2012年,科学家测定了世界上首个番茄参考基因组,揭示了大约3.5万个基因,促进了作物改良方面的研究。
目前,科研人员已经对数百个野生和栽培番茄品系进行了基因组测序,发现了一些在番茄的驯化和改良过程中显著改变的基因组区域。
“这些基因组序列积累了丰富的数据资源,但是,所有的分析都是基于与参考基因组序列比对进行的,这导致在参考基因组上缺失的基因信息无从获得。
”论文通讯作者之一费章君告诉笔者。
他继而补充道,番茄品种繁多、风味各异,具有显著的形态和代谢多样性,每个品种都含有一些特异的基因,因此基于单一栽培个体的参考基因组无法代表各种番茄的全部基因信息。
转基因番茄的研究进展
1、抗病转基因番茄
• 烟草花叶病毒(TMV)、黄瓜花叶病毒(CMV)、苜蓿 花叶病毒(AMV)和番茄黄花卷叶病毒(TYLCV)等是引起 番茄病毒病的主要病原。在番茄转基因抗病毒育种中， 主要利用病毒的外壳蛋白(Coat protein,CP)基因、 复制相关蛋白(Replication-associated protein， REP)基因、卫星RNA基因和病毒片段的反义RNA基因等。 外壳蛋白(CP)在转基因植物中的积累可以干扰病毒脱 衣壳，抑制病毒在植物体中的复制、转运和积累从而 使转基因植株获得了病毒抗性。
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2003年陈溪利用转基因番茄作为生物反应器生产人 胰岛素，通过以口服方式摄入胰岛素来研究在抑制自身免 疫攻击以及预防I型糖尿病中所起到的作用，己经取得了 很大的进展。
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2006年, Chen等人将肠道病毒EV71的外壳蛋白VP1基
因导入番茄,外壳蛋白VP1在转基因番茄中获得了表达.用 转基因番茄喂食小白鼠,小白鼠可以抗肿瘤细胞的感染。
2003年王仁厚利用转基因番茄表达人酸性成纤维细胞生长 因子(aFGF)，通过构建的双元表达载体带有一个经过改构的 人酸性成纤维细胞生长因子基因(afgf),载体上的选择标记基 因为manA,它使得转化过程中可以使用PMI这种不含抗生素及 除草剂的选择系统。利用农杆菌介导的转化方法获得了afgf 转基因番茄植物,并且通过PCR-Southern、RT-PCR证明了afgf 在宿主基因组中的整合及表达。
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葡激酶( Staphylokinase，SAK) 是由金黄色葡萄球菌 分泌的一种纤溶酶原激活剂，首次发现于 1948 年，它可以 激活人体中的血纤维蛋白溶酶原形成血纤维蛋白溶酶，从而 溶解血栓。同其他溶栓药物相比，葡激酶具有溶栓效果好， 纤维蛋白选择性强，无显著促凝血作用等优点。 2011杜景川等人利用农杆菌介导的方法，将葡激酶( Staphylokinase，SAK) 基因导入番茄中。经 PCR、 Southern 杂交和 Northern 杂交检测，葡激酶基因已整合 到再生番茄植株基因组中，共获得 8 个转基因株系。经 ELISA 检测，转基因番茄的果实和叶片均能表达 SAK 蛋白， SAK 蛋白在果实和叶片可溶性蛋白中的比例最高分别为 3.42%和2.47%。转基因番茄中的 SAK 蛋白具有一定的溶栓 活性，溶栓比活力为 3 866 AU·mg－1。
西红柿基因组测序终于圆满完成
组 中蛰伏 几千 万年后 开始 发挥 作 用 。
病 患者中已有 ｌ０ １０万人 用上 了“ 葡萄糖 电话”这 些病 ，
人 可 以定 期进行 自我 检 测 ， 向 医院报 告 自己的葡 萄糖 并
《 自然》 杂志认 为 ， 西红柿基 因组测序有 三个重要
意 义。首 先 ， 它能 帮助科 学家 了解 西红柿 甚至 自然界 的
相 关论 文发 表 在 最新 一期 的 《 国公 共科 学 图书馆 ・ 美 计 算 生物 学》 。 上
此 前要 找 到 这 些标 志物 需要 经 过 大 量 的 实验 。 不
项具有挑战性的工作。 植物基因组通常比动物基 因组
更 大和更加 复杂 ， 测序 难度也 更 高。 西红柿 有 １ 染 色 ２条
别 。 究还 发现 西红柿 进化 中经过 两次基 因组 突然扩 大 研
生 对癌 症 早期 的体液 或 由手 术 中所 获得 的 活体 组 织进 行检 查 ， 以确 定 患者是 否需要接 受化 疗 。 研 究人 员发现 ， 一旦 将 网络 信 息加入 到 分析 当 中 ， 这 些标 志 物就 会 变得 更 易重 复 。其 中一 项就 与 美国北 卡 罗来纳 大 学早期 的一 项重要 发 现相 重 叠 ，该 标 志物 能 对胰腺 癌 的侵 略 性进行 评估 。
算机打下基础。单个的细胞线路也可以被改造 ， 生产特 殊的化学产品， 用于探测或诊断中。 此外， 利用这种合成
逻 辑 门系统 ， 可 以研 究 自然界 的细胞是 如何 产 生各 种 还
生化物质来维持 自身功能顺利运作 的。
（ 源： 来 科技 日报 ）
西红柿基 因组测序 终于 圆满 完 成
管怎么说 ， 我们成功迈 出了第一步。 文特说。目前该研 ”
番茄SlMYB48_基因生物信息学及表达分析
中国瓜菜2024，37（4）：27-35收稿日期：2023-10-10；修回日期：2023-12-20基金项目：烟台市科技计划项目（2022XCZX091）；国家现代农业产业技术体系专项（CARS-23-G11）；重庆市巫山县科技项目（wskjdx-bxm2023004）；国家自然科学基金面上项目（32372737）；西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室开放课题（SKL-KF202224）作者简介：刘佳凤，女，在读硕士研究生，研究方向为番茄抗逆基因的验证。
E-mail ：*******************通信作者：李涛，男，正高级农艺师，研究方向为蔬菜育种及分子生物学。
E-mail ：****************DOI ：10.16861/ki.zggc.202423.0652番茄SlMYB48基因生物信息学及表达分析刘佳凤1，郭晓青2，王桂强3，王虹云4，朱桐1，曹守军4，姚建刚4，张丽莉4，张瑞清4，赵婧1，李涛1，4（1.烟台大学生命与科学学院山东烟台264000 2.烟台市农业技术推广中心山东烟台2654993.招远市张星镇农业综合服务中心山东招远2654034.山东省烟台市农业科学研究院山东烟台264500）摘要：MYB 转录因子是植物转录因子家族中数量最多、用途最广的成员之一，为挖掘更多番茄（Solanum lycopersi-cum ）MYB 转录因子家族成员信息，初步探究其表达模式及功能，以番茄Ailsa Craig 为试材，采用RT-PCR 的方法克隆SlMYB48基因，并对其进行生物信息学及表达、定位分析。
结果表明，番茄SlMYB48基因的开放阅读框（ORF ）长度为708bp ，编码235个氨基酸，在番茄的根中表达量最高，叶中次之。
SlMYB48蛋白含有保守的MYB 结构域，定位于细胞核中，属于不稳定、亲水性蛋白。
对SlMYB48启动子分析，发现其含有大量的逆境响应元件，qRT-PCR 及RNA-seq 数据库分析结果表明，高盐、生物逆境胁迫条件下，SlMYB48基因表达量均随处理时间延长而升高，干旱胁迫条件下表达量下降，推测其可能参与番茄生物及非生物逆境胁迫反应。
番茄遗传图谱与基因定位研究进展
ＤＯＩ：１０．３９６９／Ｊ．ＩＳＳＮ．１６７２ ７９８３．２０２０．０３．００４番茄遗传图谱与基因定位研究进展杜海东，游 茜，李毅丰，毛秀杰，张 宁，王 帅（河北科技师范学院园艺科技学院，河北秦皇岛，０６６６００）摘要：对国内外关于番茄遗传图谱的构建以及叶色突变、果实质量、果实形态、果实品质、抗病性等重要性状基因定位研究进行了归纳总结，并对今后的研究趋势进行了展望。
关键词：番茄；遗传图谱；基因定位；研究进展中图分类号：Ｓ６４１．２０１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７２ ７９８３（２０２０）０３ ００２０ ０６番茄（ＳｏｌａｎｕｍｌｙｃｏｐｅｒｓｉｃｕｍＬ．）是研究植物遗传学、分类学、生理学、分子生物学等学科的重要实验材料。
现阶段番茄育种目标主要集中在：增产量、提品质、多抗性、促早熟等［１］。
但传统育种技术对土地面积需求较大、容易受外界环境条件影响、育种效率低、周期长；而分子标记辅助选择（ＭｏｌｅｃｕｌａｒＭａｒｋｅｒＡｓｓｉｓｔｅｄＳｅｌｅｃｔｉｏｎ，ＭＡＳ）育种可以在分子水平上直接反应遗传本质的优点，快速、准确地筛选出目标性状，缩短育种时间，加快种质资源创新进程。
分子标记辅助选择育种将会成为现代作物遗传育种的主要潮流，而获得与目的基因紧密连锁的分子标记是分子标记辅助选择育种的重要基础，实现这一目标的主要手段便是构建高密度遗传图谱［２］。
遗传图谱是依据染色体交换与重组，以多态性的遗传标记为“路标”，以标记间重组率为“图距”，确定不同多态性标记位点在每条连锁群上排列顺序和遗传距离的线性连锁图谱［３，４］。
高密度、高分辨率遗传图谱的构建是进行基因定位、基因克隆、基因结构与功能研究和标记辅助选择育种的前提。
构建遗传图谱包括：（１）选择用于建立作图群体的亲本组合；（２）构建研究所需的暂时或永久性作图群体；（３）选择合适的对群体基因型进行鉴定的多态性分子标记；（４）对标记基因型数据进行连锁分析，应用作图软件绘制遗传图谱［５］。
番茄Trihelix家族SIP1亚家族基因(SlGT-33)克隆表达分析及功能研究
我国番茄的主要育种成就与研究进展
我国番茄的主要育种成就与研究进展作者：陈艺易来源：《大观》2016年第05期摘要：番茄是世界上重要的食用蔬菜之一，更是我国各地主要的蔬菜作物，不管是现代人们最主要追求的营养价值还是各地人们的消费习惯，番茄都是特别受欢迎的一种蔬菜。
近年来随着我国的科学水平的快速进步，育种更是有了很大的发展。
了解我国的育种成就以及研究进展，对以后的研究需要哪方面再做突破或者哪些方面应该改进，以及制定正确的育种目标奠定了基础。
关键词：番茄；育种成就；研究进展一、我国的番茄主要育种成就我国的番茄育种也是从对番茄各方面的要求出发制定与众目标，然后一步一步去实现的。
从一般的育种手段查、引、选、育到现在不断创造新的育种途径去实现和完善番茄各方面的性状要求。
（一）抗病性番茄是病害种类最多的蔬菜之一。
近多年来，番茄栽培面积和产量都在不断的增加。
我国的研究虽起步较晚，但也取得了显著成绩，先后育成了一系列优良的抗病品种，而且在生物技术应用的某些方面也有较大的提高。
1.抗TMV耐CMV或CMV的新品种有中蔬5号、红牡丹等。
2.叶霉病在番茄叶霉病的抗病品种育种进程中我国也是不断地尝试从其感病的反应、基因遗传等方面入手完成了很大的进步。
自80年代，我国开展抗叶霉病育种研究以来，到目前已有许多抗病品种应用到生产实践中。
如：北京蔬菜研究中心育成的双抗1号、2号等。
3.枯萎病我国对番茄枯萎病菌生理小种的研究起步较晚，是将抗枯萎病生理小种E的PAE基因转入普通番茄中，育成了稳定的品系。
由此可以通过杂交、回交和选择的手段来获得抗枯萎病的亲本材料。
我国西安市蔬菜研究所已根据当地情况选育出了茸毛番茄西粉一号、西粉四号等抗枯萎病的新品种。
4.青枯病青枯病在高温、高湿的条件下极易发生。
所以在我国这样气候特点的地区青枯病发病相当严重也促进了我国为抵御此病而进行的育种工作。
有我国华南农业大学和广东省农科院也先后育成了系列抗青枯病的番茄新品种，如丰顺、抗青&号、粤红玉、粤星、杂优三号等。
番茄果实特异性启动子的克隆与遗传转化研究
番茄果实特异性启动子的克隆与遗传转化研究姜娜娜;赵传志;赵光敬;李长生;夏晗;王兴军【摘要】为了实现外源基因在番茄果实中的高效和特异表达,克隆了番茄果实特异基因多聚半乳糖醛酸酶基因( Polygalacturonase,PG)的启动子.以中蔬四号番茄为材料,建立并优化了以子叶为外植体的番茄高效再生和遗传转化体系；以GUS为报告基因,构建PG:GUS植物表达载体,转化番茄.结果表明,在1.0 mg/L ZT的MS分化培养中,番茄子叶的发芽率最高,芽的诱导率高达91％,且发生畸态芽和褐化的外植体最少；通过抗生素浓度对农杆菌的抑制效果试验发现,当头孢霉素的浓度为200 mg/L时,抑制农杆菌的效果最好；成功克隆了番茄PG启动子,将PG启动子驱动的GUS基因转入番茄,对转基因后代果实的GUS染色表明,PG启动子驱动的外源基因在果实中特异表达.【期刊名称】《生物技术通报》【年(卷),期】2012(000)001【总页数】5页(P74-78)【关键词】番茄;多聚半乳糖醛酸酶;果实特异启动子;遗传转化体系【作者】姜娜娜;赵传志;赵光敬;李长生;夏晗;王兴军【作者单位】山东省农业科学院高新技术研究中心山东省作物与畜禽品种改良生物技术重点实验室,济南250100;农业部黄淮海作物遗传改良与生物技术重点开放实验室,济南250100;山东现代职业学院,济南250100;山东省农业科学院高新技术研究中心山东省作物与畜禽品种改良生物技术重点实验室,济南250100;农业部黄淮海作物遗传改良与生物技术重点开放实验室,济南250100;山东省青州市实验中学,青州262500;山东省农业科学院高新技术研究中心山东省作物与畜禽品种改良生物技术重点实验室,济南250100;农业部黄淮海作物遗传改良与生物技术重点开放实验室,济南250100;山东省农业科学院高新技术研究中心山东省作物与畜禽品种改良生物技术重点实验室,济南250100;农业部黄淮海作物遗传改良与生物技术重点开放实验室,济南250100;山东省农业科学院高新技术研究中心山东省作物与畜禽品种改良生物技术重点实验室,济南250100;农业部黄淮海作物遗传改良与生物技术重点开放实验室,济南250100【正文语种】中文番茄（Lycopersicon esculentum Mill.）果实含有丰富的类胡萝卜素和维生素，是重要的蔬菜和水果。
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组
番茄基因究取得重大突破
2012年5月31日，北京。
由来自中国、美国、荷兰、以色列等14个国家的300多位科学家组成的“番茄基因组研究国际协作组”完成了对栽培番茄全基因组的精细序列分析。
这项成果于2012年5月31日以封面文章发表在国际权威学术期刊《自然（Nature）》。
番茄是研究果实发育的经典模式植物，其基因组有12条染色体，约9亿个碱基对。
协作组坚持采用“克隆连克隆”和“全基因组鸟枪法”相结合的测序策略，历经8年多的艰苦努力，终于获得了高质量的番茄基因组序列。
在解码的番茄基因组中共鉴定出约34,727个基因，其中97.4% (33,840个)的基因已经精确定位到染色体上。
进化分析表明番茄基因组经历的两次三倍化使基因家族产生了特异控制果实发育及营养品质的新成员。
协作组同时绘制了栽培番茄祖先种野生醋栗番茄基因组的框架图，两个基因组仅有0.6％的区别。
比较分析发现了番茄果实进化的基因组学基础：经过人工驯化和育种选择，栽培番茄比野生番茄果实更大，品质更好，番茄红素、β-胡萝卜素和维生素C等生物活性物质含量明显提高。
同时，基因组序列的获得为在育种中进一步利用野生资源的优异基因提供了有力的工具。
中国科学家在番茄基因组研究中做出了重要贡献。
中国科学院遗传与发育生物学研究所李传友研究员作为中方协调人负责第3号染色体的测序工作。
中国农业科学院蔬菜花卉研究所黄三文研究员和杜永臣研究员作为中方协调人负责第11号染色体的测序工作。
中国科学家高质量地完成了番茄基因组测序总任务的1/6。
番茄基因组研究取得的成功与多个部委和单位的支持是分不开的。
科技部、农业部科教司和国家自然科学基金委等提供了经费支持。
番茄基因组研究也是中国科学院遗传与发育生物学研究所和中国农业科学院蔬菜花卉研究所等国内15家单位通力协作完成的，是国内不同科研单位之间协同创新的典型案例之一。
番茄基因组的解读是科学家通过国际合作完成的又一个高质量的模式植物的基因组序列分析，对于不同物种之间的比较基因组学研究具有重要价值。
这项工作将极大推动番茄乃至包括马铃薯、辣椒、茄子等在内的茄科植物的功能基因组研究，为培育具有高产、优质、抗病虫害、抗逆等优良性状的番茄新品
种打下了良好的基础，对推动全世界的番茄生产具有重要意义。
我国是世界番茄生产和消费大国，但目前生产上应用的高端番茄品种80%依赖于进口。
以番茄基因组序列解读为契机，加强分子设计育种体系建设，并与常规育种紧密配合，加速培育具有我国自主知识产权的优良品种，是尽快提高我国以番茄为代表的蔬菜和水果基础和应用研究的必由之路，亟待有关部门的大力支持。
学术联系人：
李传友研究员，中国科学院遗传与发育生物学研究所，北京市北辰西路1号院2号。
电话：8610-64806612
黄三文研究员，中国农业科学院蔬菜花卉研究所，北京市海淀区中关村南大街12号。
电话：8610-82109531
媒体联系人：
曹殿文，中国科学院遗传与发育生物学研究所科研计划处，北京市北辰西路1号院2号。
电话：8610-64806511
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