城市农场小番茄:像葡萄串一样密集,40天即可成熟

生活文化
城市农场小番茄:像葡萄串一样密集,40天即可成熟
麻省理工科技评论 2019-12-25

2019-12-25

像葡萄串一样密集,40天即可成熟
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像葡萄串一样密集,40天即可成熟

城市农场已经尝试了多年,可节约耕地并实现无化肥生产,但迄今为止主要集中在莴苣、生菜等绿叶蔬菜上,真正的作物和水果由于多种因素限制,尚未在城市农场中出现,而后者才是真正解决人类粮食危机的根本。

城市农场小番茄:像葡萄串一样密集,40天即可成熟

图 | 3个基因突变让小番茄植株长成紧凑灌木丛状,这样更加适合都市农业。(来源:冷泉港实验室)

现在,科学家选择小番茄为研究对象,率先实现突破。12月23日,这项研究发表在《自然·生物技术》(Nature Biotechnology )上,题为《为城市农业快速定制番茄植物》。通讯作者系冷泉港实验室教授和霍华德·休斯医学研究所(HHMI)研究人员Zach Lippman,他主要研究通过控制开花来提高作物产量。他说,该研究的目标是设计出更适合城市种植的作物,而这种小番茄味道很好。

城市农场小番茄:像葡萄串一样密集,40天即可成熟


图 | 双重突变株型缩短了植株生长时间,而三重突变株型既缩短了生长时间,也让果实像葡萄串一样紧凑。(来源:《自然·生物技术》)


为何选择小番茄而不是大番茄呢?这是由于大番茄植株必然要高大,其生长周期自然也会更长。要实现城市农场的要求,科学家首先需要将小番茄的高大植株转为低矮紧凑的植株,其次生长周期要短。科学家用基因技术实现了这点。新型番茄与众不同。最突出的特种是果实呈葡萄串状,紧凑排列在一起,移栽后40天即可成熟。更重要的一是,其种植可避免占用耕地以及使用化肥,大大减少了环境污染。在研究中,科学家找到了3个基因,其中SP5G基因控制开花时间,SP基因控制生长终止,SlER基因控制茎长。研究人员调整了小番茄的3个基因,使用CRISPR将其突变后,最终实现了短茎紧凑的小番茄植株。

经过测试,与双重突变株型(SP5G基因和SP基因)相比,三个基因的同时突变株型是最紧凑的,且开花早,以及开花数量多。这就意味着,三重突变植株的单株产量最高。Zachary Lippman表示,除了城市农场,这种小番茄还可能在太空中种植,而美国国家航空航天局(NASA)已经对此表达了关注。

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