В следующий раз Вы кусаете в помидор супермаркета и меньше, чем впечатлены вкусом, обвиняете эстетику. Новое исследование показывает, что десятилетия размножения фруктов для однородного цвета отняли у них ген, повышающий их содержание сахара.Открытие является «крупной трансгрессией в нашем понимании развития помидора и созревания», говорит Алисдэр Ферни, изучающий химический состав помидоров в Макс.
Планке Институте Молекулярной Физиологии растений в Потсдаме, Германия.Помидор, порожденный в Южной Америке и, теперь выращен во всем мире. Больше чем 15 миллионов тонн получены в одних только США каждый год.
Фермеры щипают фрукты от виноградной лозы, прежде чем они будут готовы, и в течение приблизительно 70 лет заводчики выбрали помидоры, которые являются однородно легким зеленым в то время. Это упрощает определять помидоры, которые готовы быть собранными, и гарантирует это, к тому времени, когда они поражают полки супермаркетов, фруктовый жар с ровным красным цветом. Дикие варианты, напротив, «имеют темно-зеленые плечи, и это делает его тяжелее для определения правильного времени для сбора урожая», говорят Энн Пауэлл, ученый растения из Калифорнийского университета, Дэвис.
Потребители могли бы также счесть неравномерно окрашенные помидоры менее привлекательными, она предлагает.Для нахождения гена позади цветного изменения Пауэлл и коллеги пересекли выращенные варианты помидоров с дикими разновидностями. Путем отбора тех растений с темно-зелеными плечами и пересечения их назад с культурными вариантами, они сузили преступника к региону на хромосоме 10. Используя недавно законченную томатную последовательность генома они тогда идентифицировали ген как SlGLK2 — так называемый транскрипционный фактор, управляющий, когда и где другие гены включены или прочь.
В диких помидорах SlGLK2 увеличивает формирование хлоропластов, отделений в растительных клетках, выполняющих фотосинтез. Хлоропласты используют зеленый пигмент, хлорофилл, для завоевания растений солнечного света должен вырасти. Более высокое число хлоропластов дает диким помидорам их более темно-зеленый цвет.
Даже при том, что формирование хлоропласта и синтез хлорофилла среди самых важных процессов развития в биологии, мало известно о них, говорят Дэвид Фрэнсис, томатный генетик в Университете штата Огайо, Вустер, не вовлеченный в работу. Это – «значительное и важное» открытие, говорит он. «Авторы описали ген, помогающий отрегулировать процесс».В большинстве помидоров на полках супермаркетов, однако, SlGLK2 является бездействующим. «Мы смотрели приблизительно на дюжину вариантов, один из Азии, некоторых из Европы, и у всех них была та же мутация», говорит Пауэлл.
Исследователи не знают, куда мутация — вереница основ, состоящих из семь Как, где должно только быть шесть — прибыла из первоначально. Но это, возможно, возникло независимо многократно, говорит Пауэлл, потому что повторения того же письма от генетического алфавита подвержены ошибкам.
В то время как мутация была благоприятна для фермеров, это не такое приятное соглашение для потребителей. Хлоропласты используют световую энергию, которую они отлавливают для преобразования двуокиси углерода и воды в сахар.
Помидоры с видоизмененным геном SlGLK2 не только имеют меньше хлоропластов, они также спорт меньше сахара. Путем вставки неповрежденной копии гена в помидоры исследователи увеличили сумму глюкозы и фруктозы в зрелых фруктах максимум на 40%, авторы пишут в работе, опубликованной онлайн сегодня в Науке. Содержание ликопина, антиокислителя, который мог иметь значительную пользу для здоровья, было также увеличено. Из-за инструкций ученым не разрешили съесть эти помидоры, но они предлагают, чтобы более высокое содержание сахара сделало фрукты более приемлемыми.
Неповрежденный ген мог быть пересечен назад в помидоры традиционным размножением, говорит Пауэлл.Фрэнсис еще не убежден, что это улучшит вкус, как бы то ни было. Увеличенное содержание сахара могло бы также произойти из-за изменений в других частях растений, он предлагает. (Приблизительно 80% сахара в помидорах фактически произведены в листьях и транспортированы во фрукты позже.) Он также предостерегает, что результаты, полученные в маленьких горшках оранжереи, могли бы отличаться от того, что производители будут видеть в выращенных областью помидорах. «Реальный преступник, влияющий на томатный аромат, является производственной системой, собирающей помидоры, прежде чем они будут готовы», потому что это изменяет процесс созревания, он говорит, прерывая, например, конверсию крахмала к сахару.
Пауэлл соглашается, что ранний урожай влияет на качество фруктов: «Созревание, вероятно, не продолжает тот же путь, когда фрукт щипается от виноградной лозы», говорит она. Могла бы быть больше чем одна причина, что помидоры супермаркета ограничивают сравнение.