对于番茄基因来说,一加一并不总是等于二

人和西红柿都有不同的形状和大小。这是因为每个人都有一套独特的遗传变异——突变——它们影响着基因的行为和功能。加在一起,数以百万计的小基因变异使我们很难预测一个特定的突变会如何影响任何个体。冷泉港实验室(CSHL)教授、霍华德休斯医学研究所研究员扎克·李普曼(Zach Lippman)展示了番茄的基因变异如何影响一种特定突变对该植物的影响。他正在努力预测突变对不同番茄品种的影响。


不同的突变组合会不可预测地影响番茄的大小。在这张图中,第一列显示的是一个未突变的(WT)番茄。第二和第三列显示了番茄果实大小基因SlCV3启动子(R1或R4)区域的单一突变。个体突变对果实大小的影响很小。但是这两种突变(R1 + R4)的结合产生了更大的结果。

在这项研究中,Lippman和他的团队使用了Crispr,一种高度准确和有针对性的基因编辑工具,用于控制果实尺寸,SLCV3和SLWUS的两个番茄基因。通过在启动子区域中除去小型DNA,在控制其表达的基因附近的区域来产生超过60种番茄突变体。在某些情况下,个体突变通过一点点增加了西红柿的大小。有些突变根本没有改变果实大小。一些协同组合导致果实大小的戏剧性,未预测的增加。Lippman说:“所有这一切的真正的神圣奉献是针对农作物育种的可预测性。如果我改变这个序列,我将得到这种效果。因为有这种其他变体的海洋,所以自然已经积累了你'Re Engineering,以及散落在整个基因组中,其中许多可能会影响您正在创造的具体突变。“

任何两个突变的相互作用范围都模拟了不同遗传背景中发生的单一突变的后果。效果与某些人类疾病中发现的效果相当,有些人可能有某些预先存在的突变,保护它们免受造成疾病的突变。

利马人和他的团队将继续量化个体和组合突变如何影响某些作物特征。到目前为止,它们在两个单独的突变之间测量了相互作用,但基因组有数百万变化。利斯曼希望研究足够的可测量的相互作用,使育种更加可预测和高效。

更多信息:
冷泉港实验室
www.cshl.edu

出版时间:



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