人民政協網6月5日電（記者 高志民）近日，中國農業科學院蔬菜花卉研究所品質分子改良課題組取得了一項重大科研突破。他們成功克隆了番茄高溫單性結實調控基因 TSP4a 和 TSP4b，并且深入解析了生長素信號介導的番茄高溫單性結實的調控機制。這一成果意義非凡，為培育高產穩產番茄品種提供了全新的基因資源和策略，相關研究成果已在線發表于《自然通訊（Nature Communications）》上。

大家都知道，番茄是我們日常生活中極為常見且重要的蔬菜。但在種植過程中，高溫天氣常常讓種植戶們頭疼不已。高溫會嚴重影響番茄的授粉過程，導致果實產量和品質大幅下降。而單性結實這一特性，能使番茄無需授粉，在高溫逆境下也可形成無籽果實，因此成為了保障番茄穩產的關鍵性狀。然而，一直以來，番茄高溫單性結實基因的挖掘及其分子調控機制的研究少之又少，這也成為了農業科研領域的一大難題。

此次，研究團隊勇挑重擔，踏上了探索的征程。他們運用圖位克隆這一先進技術，成功獲得了高溫單性結實調控基因 TSP4a (SlIAA9) 和 TSP4b (SlANT) 。可能很多人不太了解圖位克隆，簡單來說，它就像是一場在染色體上的尋寶之旅。科學家們先利用分子標記技術，在染色體的茫茫 “大海” 中，對目的基因進行精確定位，就如同確定寶藏的大致方位。接著，使用與目的基因緊密連鎖的分子標記篩選 DNA 文庫，構建目的基因區域的物理圖譜，這一步就像是繪制詳細的尋寶地圖。最后，通過染色體步行逼近目的基因或染色體登陸的方法，找到包含該目的基因的克隆，相當于最終找到了寶藏。通過這樣復雜且精細的操作，研究團隊成功鎖定了這兩個關鍵基因。

那么，這兩個基因到底是如何發揮作用的呢？原來，TSP4a 和 TSP4b 在高溫環境下會形成一個正反饋回路。這就好比一個互相協作的小團隊，它們共同作用，抑制子房中的生長素信號。說到生長素，它可是植物生長過程中的重要 “指揮官”。生長素能夠促進植物細胞的伸長，調節植物的生長方向，參與植物器官的形成等。在正常情況下，生長素信號的穩定傳遞對于植物的生長發育至關重要。但在高溫脅迫下，TSP4a 和 TSP4b 卻像是給生長素信號傳遞 “踩了剎車”。

研究團隊還發現，直接敲除 TSP4a 和 TSP4b 這兩個基因，會出現多效性表型。什么是多效性表型呢？簡單來講，一個基因通常可以影響多個表型特征，當敲除這個基因時，可能會在多個方面對植物產生影響，而且這些影響往往并不都是積極的。在這里，直接敲除 TSP4a 和 TSP4b 會產生一些不利于番茄生長的多效性表型，比如可能影響番茄的其他生理過程，最終限制番茄產量的提升。不過，令人欣喜的是，研究團隊發現了自然等位基因。這些自然等位基因就像是基因中的 “潛力股”，它們可顯著提升果實數量和產量，同時還不會產生負面效應。這一發現無疑為番茄的遺傳改良帶來了新的希望。

這項研究得到了國家重點研發計劃和國家自然科學基金重點項目的大力支持。如今，研究成果為番茄高溫單性結實育的遺傳改良提供了重要基因資源與理論基礎。未來，科研人員有望基于這些發現，通過基因技術，培育出更適應高溫環境的番茄品種，讓番茄在炎熱的天氣里也能茁壯成長，結出累累碩果。這不僅將增加農民的收入，保障市場的供應，也將為我們的餐桌帶來更多美味、優質的番茄。