番茄是全球產(chǎn)量最高的蔬菜作物，根據(jù)用途分為鮮食番茄（用于鮮食和做菜）和加工番茄（用于制作番茄醬），現(xiàn)在市場(chǎng)上的加工番茄都是橢圓形的，叫作“方形果”，可以進(jìn)行機(jī)械化收獲及后期的機(jī)械化生產(chǎn)，鮮食番茄卻很難實(shí)現(xiàn)。這是因?yàn)?0世紀(jì)60年代，番茄果形突變位點(diǎn)fs8.1的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用，使加工番茄果實(shí)形狀開(kāi)始了由圓形到橢圓形（方形）的轉(zhuǎn)變，從而極大增強(qiáng)了番茄果實(shí)的耐壓能力，實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)的人工采收到機(jī)械化生產(chǎn)的重大變革。

　　 與加工番茄相比，鮮食番茄風(fēng)味更佳但質(zhì)地軟，在采收和運(yùn)輸過(guò)程中容易破損，經(jīng)濟(jì)損失較大。因此，提高果實(shí)耐壓能力一直是鮮食番茄育種的重要目標(biāo)，利用成熟突變體育種來(lái)提高果實(shí)耐壓能力也是業(yè)內(nèi)普遍共識(shí)。

　　 但是，fs8.1如何調(diào)控番茄果形建成，這個(gè)突變位點(diǎn)能否應(yīng)用于鮮食番茄的育種，提高其耐壓性，也能實(shí)現(xiàn)機(jī)械采摘？由于fs8.1位于異染色質(zhì)區(qū)，相關(guān)深入研究非常稀少，基因也一直沒(méi)有被克隆出來(lái)。

　　 李傳友教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研究人員利用圖位克隆方法分離得到FS8.1基因，從細(xì)胞學(xué)層面證實(shí)其主要功能是抑制子房壁細(xì)胞的增殖。它的突變使子房壁細(xì)胞過(guò)度增殖，而對(duì)中柱細(xì)胞的增殖影響較小，進(jìn)而造成了橢圓形（方形）果實(shí)的產(chǎn)生。

　　 他們進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)S8.1通過(guò)激活細(xì)胞周期抑制基因SlKRP2的表達(dá)來(lái)調(diào)控果形變化。在野生型中，F(xiàn)S8.1在子房壁中高表達(dá)，在中柱中的表達(dá)相對(duì)較低，作為轉(zhuǎn)錄輸出的SlKRP2也類似，從而讓番茄結(jié)出圓形果實(shí)。而在fs8.1突變體中，作為轉(zhuǎn)錄輸出的SlKRP2在子房壁中的表達(dá)急劇下調(diào)，削弱了對(duì)子房壁細(xì)胞增殖的抑制作用，橢圓形（方形）果實(shí)由此產(chǎn)生。值得注意的是，fs8.1的突變沒(méi)有影響果實(shí)成熟和果實(shí)質(zhì)地，只是讓加工番茄的耐壓力顯著增加，進(jìn)而推動(dòng)了20世紀(jì)六十年代加工番茄機(jī)械化采收的社會(huì)大變革。

　　 李傳友團(tuán)隊(duì)還研究分析了fs8.1在不同遺傳材料中的分布。與預(yù)期一致，所有現(xiàn)代加工番茄都含有fs8.1突變等位基因，表明fs8.1在加工番茄育種的進(jìn)程中受到了選擇，該優(yōu)異等位基因并沒(méi)有應(yīng)用到鮮食番茄中。

　　 FS8.1的成功克隆為提高鮮食番茄的果實(shí)耐壓性提供了新策略。李傳友團(tuán)隊(duì)敲除了鮮食番茄的FS8.1基因后，發(fā)現(xiàn)果實(shí)的耐壓能力顯著提高，同時(shí)對(duì)可溶性糖含量、主要有機(jī)酸含量和番茄紅素含量等主要品質(zhì)性狀沒(méi)有任何影響。在此基礎(chǔ)上，他們同時(shí)敲除FS8.1和SP（控制株型和果實(shí)成熟一致性）基因，創(chuàng)制出了株型緊湊、果實(shí)耐壓能力顯著增強(qiáng)、成熟一致性提高，且適合機(jī)械化生產(chǎn)的鮮食番茄材料。

　　 文章在線發(fā)表后，《科學(xué)》雜志同期發(fā)表評(píng)述文章，認(rèn)為這項(xiàng)原創(chuàng)性的研究成果具有廣闊的應(yīng)用前景，將會(huì)在全世界范圍內(nèi)引發(fā)鮮食番茄生產(chǎn)方式的重大變革。