冷泉港实验室(CSHL)一项关于番茄的新研究取得重要成果，为解答不同番茄品种藤蔓形态差异问题提供了迄今最有力的证据，揭示了隐性突变在其中的关键作用。该发现对农业育种和医学治疗均意义重大，有望助力科学家优化植物育种技术、改进临床治疗方法。

隐性突变是DNA中的差异，通常需其他基因改变同时发生才会影响植物生理性状。冷泉港实验室教授扎卡里·利普曼(Zachary Lippman)与副教授大卫·麦坎德利什(David McCandlish)、魏茨曼研究所教授尤瓦尔·埃希德(Yuval Eshed)共同研究隐性突变对植物性状的影响。

他们发表在《自然》杂志上的最新研究表明，隐性突变间的相互作用可增加或减少番茄植株生殖枝数量，进而影响果实、种子和花朵数量，这种相互作用涉及旁系同源物基因。利普曼解释，旁系同源物通过基因复制在进化中出现，是遗传网络主要特征，可相互缓冲防止基因突变影响性状，此次研究发现两对旁系同源物中天然和人工合成隐性突变的集合能以多种方式影响番茄分枝。

该项目关键部分是利普曼及其同事完成的全球茄属植物(含栽培和野生番茄)泛基因组测序。与仅涵盖一个物种的基因组不同，泛基因组涵盖多个物种DNA序列和性状。通过全基因组测序，利普曼实验室找到控制分枝关键基因中天然存在的隐蔽突变，其博士后Sophia Zebell利用CRISPR技术设计其他隐蔽突变，对216株番茄植株中超过35,000个花簇分枝数量进行计数。

此后，麦坎德利什实验室博士后Carlos Martí-Gómez用计算机模型预测植物中特定突变组合相互作用对分枝数量的改变。利普曼称，现在可对番茄等作物进行隐秘突变设计以改变产量等重要农业性状。

此外，该研究中的建模还有诸多其他应用。麦坎德利什表示，制造突变或使用模拟突变效应药物时常见副作用，通过绘制副作用图谱，可选择控制目标性状且将不良副作用降至最低的方式。这意味着，这项研究不仅为培育更优质作物指明方向，也为开发更有效药物带来希望。

更多信息： Zachary Lippman，隐性变异通过等级上位性促进植物表型改变，《自然》 (2025)。