长期以来,人们一直认为气态植物激素乙烯能够加速果实成熟,并对货架期产生显著影响。在最近的一项研究中,科学家们利用 CRISPR/Cas9 基因编辑系统修改了日本甜瓜(Cucumis melo var.)他们的研究成果最近发表在《基因组编辑前沿》(Frontiers in Genome Editing)杂志上。
1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶(ACO)与乙烯生产途径的最后一步有关,有多个同源基因。该研究小组先前已在甜瓜基因组中证实了五个 CmACO 基因(ACO 的同源基因),并表明 CmACO1 基因主要在收获的果实中表达。
收获后 14 天的甜瓜果实(储存于 25°C)。资料来源:筑波大学
因此,研究人员预计 CmACO1 将是提高甜瓜果实保鲜效果的重要基因。在这项研究中,他们选择 CmACO1 作为基因编辑的目标,并尝试在该基因中引入突变。结果,收获的甜瓜没有外来基因,诱导的突变至少遗传了两代。
在未进行基因编辑的品系(野生型)中,收获后 14 天的果实中观察到乙烯的生成,果皮变黄,果肉变软。然而,在基因组编辑的突变体中,乙烯的产生量减少到野生型的十分之一,果皮颜色仍为绿色,果肉仍然坚硬。
这表明,通过基因编辑引入CmACO1突变提高了甜瓜的货架期。这项研究的结果表明,基因编辑有助于减少粮食损失,提高粮食安全。