■ 本报记者 祝梅

　　想象一下，去电影院看电影，手上捧的不是爆米花，而是一桶爆米花味的番茄，会是怎样一番情景？

　　近期，湘湖实验室生物技术研究院植物代谢与生物合成团队联合澳大利亚阿德莱德大学等机构发文公布研究进展：利用CRISPR/Cas9基因编辑技术，团队成功“种出”了有“爆米花”香味特征的栽培番茄。

　　科研团队眼中的一次“日常”探索，引发了大众的热情和好奇——如此“脑洞大开”的研究缘起何处，又有怎样的价值？

　　番茄风味找回计划

　　2-AP（2-乙酰基-1-吡咯啉），“爆米花”香气的主要贡献物质。曾有研究表明，在香米中，当BADH2基因受损失灵时，会导致香味物质2-AP含量升高。通俗来说就是，当我们限制BADH2基因的作用，稻米会散发出更浓郁的香气。

　　3年前，湘湖实验室副研究员郑鹏读到相关文献时，一个念头闪过：既然香米可以这么操作，番茄“体内”会不会也有相似的基因能“重现”这一结果？

　　在郑鹏的幼时记忆中，家门口菜园里的番茄总会在一场雨过后很快泛红，摘下来咬一口，汁水留香。但随着市场化需求的演变，在番茄的品种选育规则中，高产量、耐储运、抗病性强逐渐成为优先级，皮薄多汁的番茄因为不耐运输，反而越来越难买到。这也是近些年很多人在讨论的话题：现在的番茄，怎么没有小时候那股诱人的番茄味了？

　　不止于此。作为全球消费量最大的果蔬之一，番茄品种繁多、种植分布广泛，如果能从番茄入手破解基因机制问题，不光能找回番茄的风味，也能触类旁通，为更多果蔬的风味研究带来启发。

　　于是，番茄风味找回计划正式开始了。郑鹏笑笑说：“实际的研究场景并没有想象中的坎坷和轰轰烈烈，前半程主要在实验室里完成，团队需要分析目标基因是谁、在哪，研究如何敲除目标基因，再选取合适的番茄品种‘上手’实践，比较前后的番茄果实在风味上有无明显区别。”

　　起初，团队从番茄基因组中鉴定出两个BADH基因的“家族成员”——SlBADH1和SlBADH2。为了分析出谁在激发香气中发挥作用，实验分成三组，第一组单独敲除SlBADH1，第二组单独敲除SlBADH2，第三组同时敲除二者。

　　结果显示，第三组番茄叶片和果实中的2-AP含量较第二组高出四倍以上。也就是说，敲除的两个家族成员，都对激发番茄香味有所贡献。

　　为得出确凿结论，研究团队一共做了四代番茄实验。第一代的果实结出后收集种子再种植、结果，以确定基因型和表型是否稳定，也就是这一品种是否具备可遗传性；三、四代则在杭州种业集团的农场大棚里做实验，植株的总量也比实验前期更多，种植了百来棵观察。

　　尽管分子层面早已获得预期结果，头一回在大棚里闻到番茄散发的独特香气时，郑鹏仍感受到莫大的惊喜。“你知道过程没问题、结果应该是这样，但分子层面的变化不一定总是带来表型的改变，其实还是会有担忧和忐忑，真的闻到了会特别安心和欣慰。”他说。

　　这是业界首例具备“爆米花”香味特征的栽培番茄。更为关键的是，团队在研究过程中关注到，改良后的栽培番茄在产量、可溶糖等指标上与原先品种并无显著差异，这对于爆米花味的番茄真正走向农田、走向市场来说，无疑是个好消息。

　　当“好吃”成为硬指标

　　从湘湖实验室的实验大楼到杭州种业集团的试验大棚，3年多的研究只是开始。今年春节前，植物代谢与生物合成团队的例会上，“爆米花”番茄的产业化相关工作成为议题之一。

　　“从科研角度，我们的研究主要是创制了一种全新的番茄种质。比起发表论文，我们更在乎的是这一科研结果能不能落地，在产业化应用方面产生价值，真正变成生产力。”郑鹏说，之前实验选用的是具备遗传转化潜力的栽培品种，现在，团队已选取种植区域更广、市场化更成熟的番茄品种进行测试，很快可以走向商业化育种。

　　以基因编辑和植物合成生物学等为基本技术创新手段，郑鹏所在的植物代谢与生物合成团队致力于探秘植物，试图挖掘其特质背后的调控基因为何，解析其合成途径与调控机制。研究大多围绕功能性高值代谢物出发，也就是具有某些特定功能的高价值化合物，比如一些化妆品中的抗衰老、抗氧化的植物成分的研究。

　　“形象地说，你可以把我们研究的植物看作一个个‘生产车间’，根据植物合成这些功能性代谢物的难易程度，我们会选择合适的生物技术，通过改变植物的代谢路径，让合成过程更高效。”郑鹏举例，像某些药物的主效成分，原先只在某些珍稀、少见的特定植物的某些组织中合成，“遇到这种情况，我们就研究、解析这些化合物的合成通路，想办法打造新的‘生产车间’，让它在其他更易获得的植物上也能合成，以解决获取来源不足的问题。”

　　风味也是功能性的一环，拿爆米花味的番茄来说，给风味做“加法”，追求的是番茄适口性的提升。

　　有趣的是，人类对风味的追寻，似乎经历了一个轮回。早在原始农业时期，人们就凭借经验与喜好保留更甜、更香、更软、少苦涩的植物后代。随着现代农业兴起，高产、抗病、耐储、外观整齐等性状成为育种的主要目标，风味一度被边缘化，最典型的作物就是番茄，皮更厚、耐运输储藏的品种成为主流。

　　近些年的情况又有了变化。当人们的目光从“吃得饱”向“吃得好”甚至“吃出花样来”升级，营养、风味等产量之外的因素越来越被重视，这些“口腹之欲”逐渐改变了市场风向，“好吃”成为硬指标，风味育种这一研究领域得以迅速发展。

　　育种端的“争先”也与市场端的资源分配息息相关。全球范围内，美国的传家宝番茄（Heirloom Tomatoes）、日本的桃太郎番茄等品种都以风味为卖点设立专属货架，售价远高于普通番茄。国内近年来也在推广普罗旺斯番茄、草莓柿子等风味突出的番茄品种，社交平台上，有关“口感番茄”的推荐、品鉴帖热度颇高。

　　换个视角看，品种的“推陈出新”也为农民带去了更好的收益。比如在浙江广泛种植的鲜食玉米，这几年俨然是电商平台上的爆款，部分即食包装的鲜食玉米已实现“论根卖”。目前，浙江省种植的鲜食玉米中，省内自主选育品种占比达80%以上，全省鲜食玉米年总产值约40亿元，优秀品种亩均收入超万元。

　　风味由上百种化合物共同决定，香气由谁来控制，研究者要寻到的正是“开关”。相较传统育种模式，基因编辑方向性更明确，一定程度上加速了风味育种的进程。

　　2024年，中国农业科学院黄三文院士团队曾在《自然》杂志发文，通过研究，团队发现了番茄糖分积累的关键调控因子——敲除两个基因，能让番茄更甜，并且不会牺牲番茄的重量或产量。更早一些，中科院遗传与发育生物学研究所高彩霞研究组通过基因组编辑，找到了精细调控草莓糖分含量的“开关”。

　　技术加持下，万千作物的奥秘正被一一揭开。郑鹏记得，即便已明确知道要敲除的目标基因，要确定最终基因序列、找到适合编辑的位点，团队依然花了不少功夫去设计和评估。最终，团队把“钥匙”握在了手中，也由此推开了改良蔬菜风味的探索之门。