快，说出一种橙色的水果，它尝起来像西红柿，混合了菠萝或芒果等热带水果的口感，还有香草的暗示和一丝酸味。猜不出来？如果你不熟悉地茄，也不要感到惊讶。你很可能从未尝过，因为它是一种不易种植和采摘的水果。但我们现在正处于它终于突破成为一种主流作物，并出现在你家附近的超市的边缘——这都要归功于基因编辑。科学再次发挥了作用。
在周一发表于《自然植物学》（Nature Plants）上的一篇论文中，一个科学家团队报告称，他们成功使用了基因编辑工具CRISPR，使地茄成为农民更具吸引力的农作物，也让消费者更喜欢这种水果。这一新发现不仅对地茄是好消息，对所有希望推广各类“孤儿作物”（即可能具有地方或区域特色但因生产问题而无法在大众市场找到的植物）的人来说都是好消息。
“我们对这项工作感到非常兴奋，”纽约州伊萨卡市博伊斯·汤普森研究所植物生物技术研究中心主任乔伊斯·范·艾克（Joyce Van Eck）说。“我们看到了它的实际应用，不仅限于地茄，也适用于其他作物。”
数千年来，人类一直依靠传统的育种方法来驯化和栽培更适合农业和食用的野生作物。有时我们能在几代人内取得突破。有时则需要数千年。全球市场只接受少数孤儿作物（藜麦是最近最广为人知的例子之一）。
像CRISPR这样的基因编辑工具的出现，能够轻松地剪掉不需要的DNA片段，并根据需要替换成其他片段，这意味着能够“几乎瞬间”将一种植物变成一种“更理想的作物”——一种能够养活更多人、提供更多营养、更能抵御干旱和自然灾害，并且味道更好的作物。
当CRISPR出现时，范·艾克和她的同事们用它来绘制和调整决定植物形态特征（如生长和大小）的西红柿基因。
“这是一个非常强大的工具，”范·艾克说。基于他们用西红柿取得的成就，她和利普曼（Lippman）迅速着手研究CRISPR还能为改善孤儿作物做些什么。
Physalis pruinosa，即地茄，原产于中美洲和南美洲，但在西半球许多地区都有种植，包括纽约州的部分地区。地茄作为一种受欢迎的浆果潜力巨大：它们营养丰富、味道鲜美，并在整个生长季节都持续结果——你可以在五月下旬或六月初种植，它们会一直结果到第一次霜冻。在地茄销售的少数市场上，它们是一种畅销的特色产品。
“它有很多优点。我们认为，通过改进，这种植物有潜力成为美国一种新的特色食品作物，”范·艾克说。“这对我们来说非常令人兴奋，不仅是因为生物学和遗传学，也是因为它具有实际应用价值。”
但地茄之所以仍然是孤儿作物，是有原因的。“它有一种野生、蔓延、杂草般的生长习性，”范·艾克说，这占据了相当大的空间。“从农业角度来看，这一点并不理想。”它还是一种非常小的水果，尺寸与樱桃番茄相当。最后，果实在成熟前就常常掉落到地上，这给采摘带来了麻烦，并降低了种植者的生产价值。
范·艾克和她的团队希望直接解决促进这三个问题的基因。幸运的是，他们之前对西红柿的研究已经为他们提供了基因图谱，他们可以以此为大致参考来研究地茄的基因。他们使用CRISPR，靶向了控制“自我修剪”的一个基因，以阻止植物在开花后继续生长枝条，并促进一种更驯服的生长。他们还靶向了称为CLAVATA 1的基因，以增加果实大小，使果实重量增加25%。目前仍在努力编辑促进过早掉落的基因，但鉴于团队在另外两个方面取得的成功，范·艾克和她的同事们似乎已接近成功。
尽管如此，不要指望地茄很快就会出现在你当地的Whole Foods超市。我们必须首先验证这项技术不会对植物的其他部分产生意想不到的（也就是不安全）影响。此外，研究团队在学术许可下可以免费使用CRISPR，但如果他们计划将改良后的地茄推向市场，就需要购买许可，或者与拥有资金的公司或投资者合作。目前还为时过早，无法判断事态将如何发展。
而且，不要指望在地茄上有效的方法也能用于其他孤儿作物。范·艾克提到，虽然靶向地茄的基因相对容易，但当这项技术应用于与其近亲——黄金莓（goldenberry）时，却出现了问题。这充分证明，尽管CRISPR具有广泛的通用性，但每种作物在遗传转化方面仍需要特殊的关注。
即便如此，新的研究结果有效地证明了一个概念：基因编辑总体上可以解决孤儿作物中那些本可能在市场上占据更大份额的问题。仅仅拥有这样的工具箱，就使农业学家能够超越现有的主流食品，拓展农民可种植和消费者可购买的选择范围。
“我们在这个项目上玩得很开心，”范·艾克说。“我们非常期待未来能做些什么。”
