番茄丢失的耐盐基因被找回

伴随番茄果实选择而来的耐盐性下降是由根系中钠和钾离子比例的增加引起的。钠和钾离子转运蛋白编码基因SlHAK20的一个驯化突变位点与根系中钠和钾离子的比例有关，介导了栽培番茄耐盐性的降低。图片来源:中国农业科学院

人口的增加对农业资源的有效利用提出了更高的要求。据统计，全球盐碱地面积9.56亿公顷。提高作物的耐盐性是解决粮食安全问题的重要途径之一。番茄是主要蔬菜之一，原产于南美洲的安第斯地区，野生醋栗番茄可以在高盐胁迫下生长。然而，在驯化和育种过程中，人们更加关注果实的大小，失去了野生番茄的耐盐基因。

最近，中国农业科学院农业基因组研究所的黄三文团队和中国科学院上海植物胁迫生物学研究中心的朱健康团队进行了合作研究，发现了丢失的番茄耐盐基因SlHAK20。研究结果发表在权威学术期刊《EMBO日报》的网上。

研究小组测定了369份番茄材料的根和地上部分的钠、钾离子含量，发现猕猴桃番茄、樱桃番茄和栽培番茄三组的根中钠、钾离子的比例依次增加，并与果实的重量成正比，表明番茄耐盐性在驯化过程中的下降可能与选择较大的果实有关。通过全基因组关联研究，他们发现了离子转运蛋白基因SlHAK20。SlHAK20具有钠离子转运活性。基因组分析表明，这个基因已经被强烈驯化和选择。该基因编码区6个碱基的缺失导致栽培番茄耐盐性显著降低。

该研究还发现，敲除水稻中SlHa 20的两个同源基因OsHAK4和OsHAK17将导致水稻对盐胁迫敏感，这意味着SlHa 20同源基因在单子叶和双子叶作物中响应盐胁迫的功能是保守的。打破小果基因和耐盐基因之间的联系是下一步育种的方向。该研究将为耐盐作物的育种提供新的技术方案。

相关论文信息:https://doi.org/10.15252/embj.2019103256