又大又多汁的番茄，是我們餐桌上常見的食材，令人意想不到的是，未經馴化的野生番茄雖然個頭小小，味道卻比常見的大番茄更甜。近日就有研究團隊運用基因技術，改良出又大又甜的新品種番茄。
番茄現在是全球不少地方的常見糧食，世界多地都會種植。經過我們過去數千年的改良，番茄已經變化了不少：過去我們傾向把番茄變得更大，因而有了現在常見的番茄種類；反觀野外品種的番茄，果實其實只有櫻桃一般大小。相對來說，我們以往並沒有將最多的心思放在改善番茄的味道之上，從現今持續發展的角度來看，果實儲藏了許多糖分和其他高碳含量的化合物，所以是植物儲藏碳的重要部分，了解植物如何分配它們從光合作用得來的碳，可能有助減少我們的碳排放。
控制果實大小和甜度的基因位於染色體上的附近區域，所以往往在改變番茄大小的同時也會影響它的甜味：比如說我們把番茄從野外的品種改良得更大時，甜味卻相對地減低了，因此想要改良出又大又甜的番茄品種需要由基因入手。研究團隊對比了野生的和作為農作物的番茄品種的基因，以求找出影響甜味的部分。
研究團隊找到了基因圖譜上這樣的一個區域，當中有一條基因（SlCDPK27）在較甜的番茄品種中顯現得特別少。隨着番茄成熟，這條基因會顯現得更多，反映它與果實的成長有關。
通過進一步研究，揭示SlCDPK27這條基因負責控制一種蛋白激酶（protein kinase），該蛋白激酶會壓抑一種製造蔗糖的酵素，所以會減低現代番茄的甜度；而在野外的番茄品種中，SlCDPK27這條基因並不活躍，因此番茄中就能積累更多的糖分。
研究者運用基因修改技術去修改這條基因，容許番茄積聚糖分，又不影響它的大小，成功產出了又大又甜的番茄。
現在我們常見的農作物品種，大多經過了多年來的人工篩選，基因的種類難免單一。比如說我們現在常見的番茄品種，大多早已被挑選為較大但甜度較低的種類，因此參考野外品種的基因，反而可以幫助我們設計加強甜度的基因。我們可能經常偏愛某些基因（例如讓農作物更甜美、牲畜長得更快），但人為選育往往會使得一些基因遺失，使得作物的抗病、抗災害能力下降，給我們帶來經濟損失，20世紀初美國的明星商品大麥克香蕉因黃葉病幾近絕跡，農民最終選擇改種當時因味道不佳被視為次品、但可抵抗黃葉病的香芽蕉，也是我們如今最常見的商品香蕉，可見自然中物種基因多樣化的重要性。
值得留意的是，被改良後的番茄種子體積變小、數量也減低，但還能健康地發芽，這是植物在平衡能量運用的現象：製造種子、在果實中積聚更多的糖分都需要利用能量，所以假如番茄中累積了較多的糖分，自然會減少製造種子。對這些機制有更深的認識，可以幫助科學家們進一步改良農作物的生產。
小結
科學的發展，為我們提供了更多的技術去改良農作物。不過，發展的同時，保證動植物的多樣性亦是十分重要。今次研究也體現出，保留物種原始基因在繁育中能夠發揮重要的保障作用。
●杜子航 教育工作者
早年學習理工科目，一直致力推動科學教育與科普工作，近年開始關注電腦發展對社會的影響。
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