Для большинства городских жителей сочный вкус созревшего во рту садового помидора, лопающегося во рту, является чуть более чем отдаленным воспоминанием. К сожалению для покупателей супермаркетов, стандартные сорта продуктов питания стали больше, мягче и выносливее для перевозки и хранения по пересеченной местности. Теперь ученые наметили генетический путь, который сделал сегодняшние помидоры почти неузнаваемыми от их более ароматных предшественников.
Связанный контент
- Для лучшего вкуса помидора, опустите его в горячую воду, прежде чем ставить в холодильник
- Ученые рубят помидоры, чтобы они росли всю ночь напролет
- Генетика Вкуса
Открывая генетическое путешествие помидора, исследователи выявили ключевые гены, усиливающие вкус, которые истощались или исчезали по мере того, как помидор менялся с годами. Вооруженные этим новым знанием, они верят, что могут вернуть этот вкус сегодняшним помидорам в супермаркете - с небольшим генетическим обманом.
По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН, помидоры являются самой дорогой фруктовой или овощной культурой в мире, и фермеры произвели в 2014 году более 170 миллионов тонн их во всем мире. Но наш ненасытный аппетит на этот яркий фрукт имел последствия. Сорта массового производства, регулярно доступные на мировых рынках, хорошо продаются, хранятся неделями и стоят сравнительно недорого - но они также потеряли то, что сделало их столь желанными в первую очередь.
Сегодняшние фрукты просто не обладают ароматом старомодного помидора, обнаруживает новое исследование генома, опубликованное сегодня в журнале Science . «Геномные технологии, подобно тем, которые авторы использовали в этом исследовании, действительно позволяют нам очень эффективно изучать то, что случилось с томатом», - говорит Эстер ван дер Кнаап, генетик растений из Университета Джорджии, который не участвовал в новое исследование. «Что мы оставили, и что мы переносим?»
Чтобы проследить генетическую историю плода от его древних андских предков до сегодняшнего дня, исследователь генетики сельскохозяйственных культур Гарри Кли и его коллеги секвенировали геномы 398 сортов томатов и родственников - смесь современных коммерческих, семейных и диких растений. Затем они попросили группы тестеров вкуса оценить характеристики 101 сорта томатов.
Сравнение генетических отпечатков пальцев каждого плода с дегустационными обзорами и предпочтениями позволило выявить десятки химических соединений и соответствующих генов, стоящих за ними, дегустаторы которых тесно связаны с ароматом, многие из которых были утрачены за столетия размножения.
Результаты также показали что-то необычное в сущности истинного томатного вкуса: это невероятно сложно. Аромат - это сложная комбинация вкуса языка и носа. Но аромат томата особенно слоистый, включающий химические вещества, такие как кислоты и сахара (которые включают рецепторы вкуса), а также соединения, известные как летучие вещества (которые приводят в действие наши рецепторы запаха).
Именно эта соблазнительная комбинация вкуса и запаха обеспечивает отличительный томатный аромат - и в значительной степени ответственна за проблему вкуса, с которой сталкиваются помидоры сегодня. «Помидор не такой, как многие обычные фрукты, о которых вы можете подумать, например, бананы или клубника, где, если бы я просто дал вам один летучий продукт, вы бы сказали:« О, это банан », - объясняет Клее из Университета Флориды., «Существует по меньшей мере 25 различных летучих химических веществ, ароматических соединений, которые вносят свой вклад в аромат томата».
Аромат - это тонкий танец вкуса и аромата, а сегодняшним помидорам не хватает и того, и другого. (springtime78 / iStock) При всей этой сложности два фактора могут иметь огромное значение для вкуса томата: размер и сахар. Как и следовало ожидать, сахар улучшает вкус томатов. И чем больше помидор, тем меньше в нем сахара.
Новое исследование в мельчайших подробностях показало, как со временем помидоры становились больше и менее сладкими. Благодаря современным методам селекции помидоры увеличились в размерах в 1000 раз с тех пор, как были одомашнены. Ученые ранее точно определили гены, ответственные за взрыв размеров томатов после одомашнивания, в том числе один, названный fw2.2, и другой, называемый фальсифицированным, который может увеличить размеры томатов до 50 процентов.
Но современные фермеры не полностью виноваты, как показали генетические исследования. «Выбор для больших фруктов и против сахара драматичен в современных сортах», - говорит Клее. «Но это восходит к доколумбовым временам, когда коренные американцы уже выбирали более крупные фрукты с более низким содержанием сахара».
По словам Клее, добавление более вкусного сахара обратно в основные помидоры может оказаться просто невозможным в современных производственных условиях. Это потому, что большинству производителей не платят за вкус; им платят за фунт. Работник выбирает маленький помидор так же дорого, как и огромный, что является большой причиной того, что современные коммерчески производимые помидоры ( Solanum lycopersicum) могут быть намного массивнее, чем их крошечные дикие предки.
«Заводчики выбрали растения для одновременного производства огромного количества фруктов, и они хотят, чтобы на заводе было больше фруктов. Растение просто не может идти в ногу с этим, поэтому получается, что вы разбавляете все вкусовые химикаты », - говорит Клее.
Исследование также выявило еще один сюрприз на пути помидоров к вялости. Большая часть разбавления томатного аромата с течением времени была не просто необходимым результатом размножения для более крупных фруктов - это было случайным побочным эффектом. Поскольку селекционеры не проводят регулярную генетическую проверку своих томатов, любой из 25 различных химических веществ, участвующих в томатном аромате, легко выпадает один за другим в течение нескольких поколений, когда аллель для более слабого вкуса выбирается случайным образом.
Похоже, что в случае с помидорами никто не заметил этого медленного разбавления, пока совокупное воздействие всех этих потерянных генов не стало очевидным. «Из 25 летучих веществ 13 из них значительно снижены в современных сортах», - говорит Клее. «Это почти то, что вы прогнозируете, произойдет случайно, но в итоге вы разбавите вкус».
Клее сравнивает эту томатную трагедию с частичным демонтажем симфонического оркестра: «Если вы достаете один инструмент, а затем слушаете, вы не заметите разницу. Затем вы вытаскиваете второй инструмент и не замечаете, пока, если вы вдруг продолжите движение, вы не достигнете точки, где вы говорите, подождите минуту, это просто звучит неправильно ».
Как мы можем восстановить эти потерянные инструменты? К счастью, возвращение томатного аромата, похоже, не предполагает тех же компромиссов, которые мешают соотношению размеров сахара, говорит Клее.
«Нет очевидной связи с вещами, которые нужно было выбрать для улучшения урожая, такими как срок годности или твердость, поэтому я думаю, что мы можем сделать это, не отменяя ту хорошую работу, которую проделали селекционеры», - говорит он. «Люди чрезвычайно чувствительны к запахам, и уровни этих соединений в плодах на самом деле довольно низкие, хотя мы можем легко их обнаружить. Таким образом, удвоение уровней многих из этих соединений, даже просто отодвигая их до уровня, который был у томата семейной реликвии 50 лет назад, вероятно, не так уж сложно ».
Клее считает, что восстановление вкуса семейной реликвии со стандартными помидорами потребует снижения урожайности, а это означает, что фермеры смогут производить только 90 процентов от их нынешнего размера урожая. Цены на эти помидоры также должны будут соответственно возрасти. Вопрос в следующем: будут ли продаваться эти томаты высокого вкуса, высокого качества и неизбежно более дорогие? Клее, например, считает, что они будут. «Посмотрите на крафтовое пиво или то, что случилось с кофе, за последние пару десятилетий», - говорит он.
Но помимо специальных помидоров, существуют ограничения на то, что можно сделать с обычным коммерческим помидором, который разводят для того, чтобы выдерживать путешествия и длительные периоды хранения. «Действительно вкусный помидор созревает на лозе, поэтому он всегда будет мягким», - говорит ван дер Кнаап. «Они не могут быть произведены на большие расстояния и не могут храниться в продуктовом магазине в течение четырех недель без гниения».
То, как обрабатываются помидоры, также влияет на их окончательный вкус - как на пути от фермы до магазина, так и в доме покупателя. «Если вы хотите уничтожить аромат помидора, все просто: просто положите их в холодильник», - говорит она.
Тем не менее, оба исследователя полагают, что можно значительно улучшить среднестатистический продуктовый томат. «Если эти помидоры можно будет хоть немного улучшить, это принесет большую пользу потребителям, и это исследование, безусловно, показывает дорожную карту того, как это можно сделать», - говорит ван дер Кнаап.
Лаборатория Университета Флори в Клее теперь идет дальше, чем просто создание дорожной карты. Они тестируют сорта с небольшой помощью домашних садовников. В качестве пожертвования на проект исследования томатов гражданские ученые-помидоры могут получить пакет семян томатов «Садовая жемчужина» и «Садовые сокровища», чтобы посадить их и документально оформить проект. Конечно, волонтеры также могут наслаждаться плодами своего труда, даже если покупателям продуктов не понравится тот же вкус.
«Я думаю, что мы не собираемся производить аромат семейной реликвии в коммерческом помидоре. Потому что производители не смогут планировать урожайность, а снижение урожайности - единственный способ получить больше сахара », - говорит Клее. «Это не будет похоже на свежий Брендивейн, собранный на вашем заднем дворе, но будет намного лучше».
