我科研人員在番茄中發現作物高產“開關”

不需要昆蟲或者人工授粉，栽培的番茄就能實現閉花授粉，且結實率比野生番茄顯著提高，奧秘何在？記者7日從福建農林大學獲悉，該校吳雙教授團隊在全球范圍內率先取得重要突破——他們從番茄中發現了植物通過調控表皮毛的發育，來改變花器官的結構，形成閉花授粉方式以提高結實率，從而找到了作物高產的“開關”。相關研究成果4月5日在線發表于國際期刊《科學》。

番茄是全球消費最多的三大蔬菜之一。鮮為人知的是，它在500年前還只是源自南美洲安第斯山脈的一種野果，經人類馴化才逐漸傳播到世界各地。在此過程中，栽培番茄由原先的開花授粉轉變為閉花授粉，結實率較野生品種有了顯著提高，并推動番茄產量的提升。但這一轉變背后的變化機制，一直不為人知。

該研究發現，在番茄的馴化過程中，現代栽培番茄的雄性花藥邊緣細胞，受三個同源結構域—亮氨酸拉鏈基因的調控，形成了一類具有類似于拉鏈功能的特殊表皮毛細胞。這些表皮毛細胞通過相互交織作用，將花藥單體連接成為一個整體的筒狀結構，并將雌蕊的柱頭完全包裹在花藥內，實現閉花授粉，從而在授粉期間與外界嚴格隔絕，杜絕了外源花粉的接觸和污染。

“在自然界中，植物為應對極端逆境下因缺乏蟲媒可能造成的生殖隔離，也會改變自身的花器官結構，達到閉花授粉的目的。”文章第一作者、福建農林大學博士后吳敏亮告訴記者，在農業系統中，植物的閉花授粉具有較高的結實率，并保證了優良性狀的遺傳，因此成為人類改造作物的重要目標之一。該研究有望通過改變植物的授粉方式，為未來作物增優增產提供重要參考。（記者謝開飛 通訊員曹佳奕）