Люди едят много помидоров - около 182 миллионов тонн фруктов (да, они технически являются фруктами) производятся по всему миру каждый год. Но сорта, которые мы покупаем в супермаркете, печально известны тем, что они не дегустируют все это из-за многолетней работы селекционеров. Теперь, как сообщает Рони Денглер для Discover, ученые определили вариант гена, создающего вкус, который отсутствует в большинстве культивируемых томатов, что, в свою очередь, может помочь производителям создать более вкусные сорта в будущем.
Открытие произошло в результате более широкого проекта по созданию «пан-генома» томата, который описывает весь набор генов всех представителей вида. Первая последовательность генов томатов, полученная из современного сорта, известного как Heinz 1706, была опубликована в 2012 году и определила около 35 000 генов. С тех пор Heinz 1706 использовался в качестве справочного примера для других геномов томатов, сотни из которых были секвенированы за эти годы.
Для нового исследования исследователи изучили генетические данные 727 культивируемых и тесно связанных диких томатов; 561 из этих последовательностей было опубликовано ранее, и исследователи создали дополнительные 166 последовательностей, «чтобы получить более широкое региональное и глобальное представительство», пишут они в журнале Nature Genetics. В конечном итоге команда смогла идентифицировать 4873 ранее недокументированных гена.
«Пангеном по существу обеспечивает резервуар дополнительных генов, которых нет в эталонном геноме», - объясняет Чжанцзюнь Фэй, соавтор исследования и патолог растений в Корнелльском университете.
Именно размножение привело к исчезновению этих генов, поскольку производители сосредоточили свои усилия на выборе таких признаков, как увеличение срока годности, увеличение урожайности и увеличение размеров, которые важны для современных методов производства. Но на этом пути были потеряны другие важные черты; новое исследование показало, что гены, участвующие в защитных реакциях на различные патогенные микроорганизмы, чаще всего отсутствуют в одомашненных томатах.
Исследователи также идентифицировали редкий аллель или вариант гена TomLoxC, который, вероятно, представляет особый интерес для селекционеров, которые надеются улучшить вкус своих культур. «Ген влияет на фруктовый вкус, катализируя биосинтез ряда летучих компонентов, участвующих в липидах - соединений, которые легко испаряются и вносят свой вклад в аромат», - говорит соавтор исследования Джеймс Джованнони, молекулярный биолог из Cornell и ученый USDA. В ходе своего исследования исследователи также обнаружили, что TomLoxC способствует выработке группы органических соединений, называемых апокаротеноидами, которые имеют ряд фруктовых и цветочных запахов, влияющих на вкус томатов.
Приблизительно 90 процентов диких томатов имели эту редкую версию TomLoxC, но только два процента более старых одомашненных помидоров имели. Однако аллель, похоже, возвращается; Исследователи обнаружили это в семи процентах современных сортов томатов. «[C] вполне понятно, что селекционеры начали выбирать для этого, вероятно, поскольку в последние десятилетия они больше внимания уделяли аромату», - говорит Джованнони.
Новый пангеном в конечном итоге дает селекционерам возможность искать другие гены, для которых они, возможно, захотят селекционировать в будущем, что, в свою очередь, может привести к более надежному выбору вкусных томатов, высаживающихся на полках супермаркетов.
«Сколько раз вы слышали, как кто-то говорил, что помидоры из магазина не совсем соответствуют сортам семейной реликвии?» - спросил Клиффорд Вейл, программный директор Программы исследований генома растений Национального научного фонда, которая поддержала исследование. «Это исследование объясняет, почему это может иметь место, и показывает, что томаты с лучшим вкусом, похоже, возвращаются».
