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抗番茄細菌性斑點病（Bacterial speck disease）的基因

 

番茄細菌性斑點病。圖片來源：維基百科。

番茄細菌性斑點病（Bacterial speck disease）是由丁香假單胞菌（Pseudomonas syringae）所引起的疾病。因為這種細菌偏愛冷涼的氣候，最近這幾年在紐約造成了相當大的危害。過去雖然有一個基因Pto可抗丁香假單胞菌，但隨著時間過去，似乎也不再有效了。

最近美國康乃爾大學的研究團隊在野生番茄中找到了一個新的抗病基因。這個被稱為Ptr1的基因（Pseudomonas tomato race 1），是在一次丁香假單胞菌感染大爆發中發現的。2015年的這次大爆發，幾乎把所有的實驗植物全部給滅了--除了兩株野生品系的類番茄茄（學名為Solanum lycopersicoides）。

研究團隊在這兩株類番茄茄中找到了導致抗病性的基因，Ptr1。Ptr1蛋白會辨認丁香假單胞菌的AvrRpt2蛋白，從而導致抗性。蘋果與阿拉伯芥中也有這個基因，這使得它們可以抵抗丁香假單胞菌；但栽培種的番茄中的這個基因是沒有功能的。

找到了這個基因，讓研究團隊大為振奮。如果在過去，可能得想辦法讓番茄與類番茄茄雜交，才能把這個基因帶過去；但要讓這兩個植物雜交、再經過選育產生優良後代是非常困難的事：2004年的一個研究發現，這兩個植物雜交後的結實率大約只有四成，再以栽培品系番茄回交後，結實率更低。所幸現在有CRISPR，所以研究團隊接著打算以CRISPR技術，將番茄裡面不具功能的Ptr1基因改造，讓它重振雄風。

參考文獻：

Carolina Mazo‐Molina, Samantha Mainiero, Benjamin J. Haefner, Ryland Bednarek, Jing Zhang, Ari Feder, Kai Shi, Susan R. Strickler, Gregory B. Martin. Ptr1 evolved convergently with RPS2 and Mr5 to mediate recognition of AvrRpt2 in diverse solanaceous species. The Plant Journal, 2020; 103 (4): 1433 DOI: 10.1111/tpj.14810

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