美国和以色列研究人员利用基因突变番茄与普通番茄杂交，成功培育出产量提高60%、味道更甜的番茄品种。研究成果于2月28日发表在《自然遗传学》杂志上。

美国科尔德斯普林实验室的扎克·李普曼领导的研究小组，通过收集5000株番茄，每株均有一个单一基因发生突变，导致果实大小、叶子形状等出现缺陷。他们选出一组突变各不相同的植株，与正常番茄杂交，最终培育出增产60%的杂交品种。

研究发现，新品种植株内影响成花素生成的基因的一个拷贝发生突变。成花素是一种蛋白质，负责调控植物何时长叶、开花，从而决定结果情况。番茄花期取决于促使开花的成花素与延迟开花的另一种蛋白质之间的微妙平衡。李普曼表示：“要想产量最大化，成花素不能太多也不能太少。基因的一个拷贝发生突变，恰好使成花素的量达到产生杂种优势的要求。”

杂种优势是指两种植物杂交后产量提高的现象，由英国博物学家查尔斯·达尔文于1876年首次观察到，但其形成机理至今仍是不解之谜。科尔德斯普林实验室遗传学家乔治·沙尔认为，同系繁殖会使自然积累的有害基因突变显现，而杂交可以隐藏这些突变。李普曼补充说：“另一种杂种优势理论设想优势只来自单个基因，我们的发现支持了这一理论。”

研究人员在寻求增产时意外发现番茄味道变得更好。他们解释，番茄植株会将有限的糖分均匀分配到各个果实中，高产本应导致每个果实糖分减少，但影响成花素的基因同样促进糖分生成，从而提升了甜度。

研究还发现，不论番茄品种、生长环境的气候和土壤条件如何，杂种优势同样显现。研究人员计划进一步研究其他农作物中与成花素相关的基因是否能产生杂种优势，提高产量。李普曼指出：“人们往往认为基因突变对作物生长产生负面作用，因此丢弃基因突变作物。但我们的研究显示，用基因突变作物杂交繁育或许是提高产量的一种有效新方法，不只适用于番茄，还适用于其他农作物。”