扫一扫杂货店里的农产品货架，你会发现琳琅满目形状各异的西红柿，有的只有樱桃葡萄那么点儿，有的差不多梨子那么大。南瓜、土豆、黄瓜和绿叶蔬菜也是如此。然而，不同的颜色、形状和大小不是自然选择而是人类选择的结果。

数千年来，农民和植物育种家在水果蔬菜中发现了许多有益突变，比如好口感、高产量和新颖的形状，并通过传统的育种技术保留了这些特征。基因图谱的进步极大地推动了缓慢而稳定的传统育种过程。有了番茄或黄瓜的基因组，植物育种者不必等几个月后番茄结出果实，就能知道番茄是梨形还是圆形的。他们能够在幼苗DNA中寻找代表特定水果形状、大小和颜色的标志物。这种“标记辅助选择”技术有望使传统植物育种过程缩短数年。

Esther van der Knaap走在基因研究前沿，她致力于研究植物DNA如何指示其果实像温室黄瓜一样又长又瘦或者像牛番茄一样又矮又圆。在她乔治亚大学的实验室里，学生们将西红柿切成两半放在平板扫描仪上，测量不同的基因组合产生的精确形状和大小。

2018年，11月19日，Knaap在《自然通讯》杂志上发表的一篇论文中称，发现了两种基因家族对水果和蔬菜长成圆形还是方形发挥着重要作用。技术上讲，我们吃的蔬果是植物上通过细胞分裂生长和发育的可食用部分。

Knaap说：“要长成某种形状，瘦长还是圆形，需要依赖特定的细胞分裂模式，细胞要么水平分裂，要么是垂直分裂。”有道理，从中间水平分裂的细胞越多，水平方向上形成的组织就越多，从而就会结出更圆更胖的果实。

Knaap和她的同事在基因番茄组中发现了一种名为卵形(OVATE)的特殊基因，这种基因似乎负责产生蛋白质，让细胞垂直分裂。这种分裂模式会形成细长型的果实。卵形是形成圆形番茄和梨形番茄的重要因素。

Knaap表示像秘鲁、厄瓜多尔和墨西哥本地的野生西红柿总是又小又圆，这意味着梨形和细长型西红柿是后来才出现的变种。早在20世纪30年代，植物生物学家就将这种伸长突变称为卵形突变，但对其背后实际的遗传机制却一无所知。

现在Knaap已经确定了卵形蛋白以及与其相互作用的另一种TRMs蛋白，它为使用“标记辅助选择”技术的育种者提供了另一工具。如果有卵形或TRMs标记，可以肯定果实会长成细长型。如果其中一个缺失，它就会又变成圆形。Knaap说这将加快育种进程，让种植者更多的关注产量和抗虫害等更棘手的特性，这些特性不太容易与一两个基因联系起来。

那么问题就来了。这种植物遗传学进步是否意味着人们很快会培育出方形西红柿或金字塔形南瓜？Knaap表示不大可能，因为技术上行不通。她表示，番茄基因组中有各种奇怪的突变，产生了各种奇形怪状的水果。这些突变是自然发生的，可以在实验室中分离或复制。

要培育方形西红柿或其他奇形怪状的水果，存在两个问题。一是转基因问题，如果育种者使用基因编辑技术直接调整或替换食用植物基因，这些品系会被认为是转基因作物，人们不大能接受。二是味道可能很差。Knaap说：“有些突变很奇怪，育种者很少会尝试，因为还存在很多其他的问题。它们每株可能只能结几个果实，而且味道很差。因为如果非要培育形状怪异的蔬果，这会扰乱激素平衡，这样的果实不多汁也不好吃。”

Knaap表示，如果你真的想种一颗方形番茄，就像日本人种方形西瓜那样，你可以在番茄周围放一个方形盒子。

本文译自 howstuffworks，由 镜子大王 编辑发布。

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