Регистрируйтесь!

Регистрация даст вам возможность добавлять свой контент на сайт новости, статьи, фото, видео, вести свой блог, создавать группы писать комментарии и прочее. Сайту нужны копирайтеры, seo, помощь в наполнении и продвижении, сделай свой вклад. По всем вопросам работы сайта, а также предложения и замечания, направляйте райкому портала.

Мы будем рады, если вы поддержите портал



Вконтакте Одноклассники Твиттер Фейсбук

красный зелёный голубой

Генетики нашли способ вернуть томатам былой аромат

Генетики нашли способ вернуть томатам былой аромат
ПОЛНЫЙ АНТИПАРАЗИТАРНЫЙ КОМПЛЕКТ (НА 10 ДНЕЙ ЧИСТКИ). ЛИМОННО ЭВКАЛИПТОВАЯ ЧИСТКА

Генетикии химики из из Китая и США экспериментальноподтвердили распостраненное мнение отом, что современные селекционные сортатоматов по вкусу и аромату существенноуступают старым культиварам и даже ихдиким предкам. В статье, опубликованной в Science, ученые не только установилигенетические изменения, которыесопровождали эту деградацию, но ипредложили несколько точечныхвмешательств, которые могли бы вернутьпомидорам их былую ароматность.

Впоследние несколько лет, благодарясильному удешевлению технологии чтенияДНК, ученым впервые удалось начатьпо-настоящему разбираться с последствиямитрадиционной селекции в агрокультуре. Селекция это слепойпроцесс по самой своей природе:селекционеры вносятслучайные изменения в ДНК исходныхсортов, а затемотбирают лучшие (покаким-то заранее выбранным критериям)образцы для последующего разведения. Какие при этом происходят фоновыеизменения в культиварах — как на уровнегенома, так и на уровне фенотипа —селекционеры почти никогда не знают. Чтобы это установить, требуется проводить отдельное исследование, которое подразумевает секвенирование больших объемов ДНК и вообще выходитза рамки селекционного подхода. Проводитьтакие исследования стало возможным только недавно.

Однакотакой вроде бы хороший селекционныйпризнак, как оказалось, одновременнонесет с собой существенное снижениевкусовых качеств продукта. В обсуждаемойработе 2012 года ученые впервые установили,что равномерное поспевание томатовсвязано с точечной мутацией, выключающейодин конкретный ген – GLK2, он стимулируетразвитие хлоропластов в незрелых плодахмногих растений. В селекционных томатахэтот ген был выключен случайной мутаций,в результате чего они приобрелисимпатичную равномерную окраску беззеленых пятен у черенка. Однако снижениеколичества хлоропластов одновременносущественно сказалось на количествевырабатываемых в плодах питательныхвеществ. В результате такие сорта сталиболее водянистыми и безвкусными, чемих предки.

Новаястатья ученых из США и Китая продолжаетлинию исследований, заданную работой2012 года, однако выводит ее на совершенноиной масштаб. В данном случае ученыеисследовали не просто последствия мутацийодного конкретного гена, а провелимассовый анализ большинства современныхи многих старых традиционных сортовтоматов по десяткам различных параметров.Ученые секвенировали 328 сортов томатови их диких предков, провели их химическийанализ, а треть исследованных сортовбыла дополнительно изучена в экспериментахс добровольцами.

Исследованиеначалось с определения набора химическихсоединений, чье наличие имеет первостепенноезначение для вкуса томатов. Для этогоученые попросили участников эксперимента оценитьпо органолептическим качествам сотнюразных сортов и проанализироваликорреляцию полученного балла сконцентрацией в плодах летучих и нелетучихвеществ (она определялась на хроматографе).В итоге удалось получить набор из 27соединений, которые наиболее важны длявкуса помидоров (состав этого спискабыл опрелен в эксперименте, но его длина,конечно, чисто субъективна). Далееконцентрация всех 27 веществ в каждомисследуемом сорте использовалась какключевой признак для поиска генетическихполиморфизмов: ученые искали такиегенетические особенности, которые былибы связаны с повышенной концентрациейлюбого из этих веществ. Полученныеданные представлены в виде т. н.манхеттенских графиков, на которыхвлияние отдельных учатков генома навкус помидоров представлено в виде«небоскребов» — чем они выше, тем болеезначима зависимость между конкретнымгеном и признаком.

Во-первых,ученые обнаружили довольно сильнуюотрицательную корреляцию между размеромплодов и концентрацией в них сахаров(глюкозы и фруктозы), а также вообщелюбых растворимых веществ. Как оказалось,насыщенность вкуса помидоров оказаласьтесно связана с, как минимум, двумягенами (помимо уже упоминавшегося GLK2),— это гены Lin5 и SSC11.1. Предковые формыэтих генов, представленные в диком типеи старых «семейных» сортах приводят кросту более мелких, но при этом более насыщенных органическимивеществами плодов. Интересно, что закрепление всовременных сортах альтернативных формэтих генов, — тех, которые приводят к формированиюболее водянистых помидоров, — произошлоявно не случайно. Об этом говорит анализгенетического окружения генов Lin5 и SSC11, где видны следы т. н. селективноговыметания, т. е. направленного отборана сохранение только нынешних вариантов(подробнее о методах подобного анализаможно прочитать здесь). Очевидно, такаякартина объясняется тем, что селекционерыв течение многих поколений старалисьвывести сорта с как можно более крупнымиплодами, что и привело к закреплению«водянистых» вариантов генов Lin5 и SSC11.

Во-вторых,ученые обнаружили, что слабый ароматсоврменных помидоров тесно связан сповышенной активностью определенногобелка, которая по какой-то причинезакрепилась в современных сортах. Речьидет о белке E8, который участвует врегуляции выработки «гормона созревания»этилена. В сортах, где он активен — аэто подавляющие большинство современныхсортов — в значительных концентрацияхвырабатываются пахучие вещества снеприятным для потребителей запахом(метилсалицилат и гвайякол — веществас «медицинским» запахом, их концентрацияв современных сортах увеличена впятеро).В то же время вещества, которые ассоциируютcя у людей с ароматными помидорами в таких сортах содержатся в меньшейконцентрации. К счастью, решается этапроблема довольно просто — подавлениемсинтеза белка E8, например, с помощьюРНК-интерференции. Таким образом, новаяработа указывает прямой путь к созданиюболее ароматных ГМО-томатов.

В-третьих,авторы статьи показали, что субъективныйвыбор селекционерами удобных критериев отбораможет приводить к незаметному изменениюпривычного запаха овощей и фруктов.Известно, что значительную роль в ароматепомидоров играют продукты окисленияпигментов каротиноидов (тех самых, чтоделают морковку оранжевой, а помидорыи клюкву красными). Причем количествовырабатываемых пахучих веществнепосредственно связано с количествомпигмента: чем больше исходного вещества,тем больше летучих продуктов реакции.Однако разные пахучие вещества образуютсяиз разных каротиноидов, и далеко не всеиз пигментов существуют в плодах в такихконцентрациях, чтобы быть заметными наглаз. В результате может возникнутьтакая ситуация, когда отбор на количествовидимого пигмента без учета тех, что невидны, приводит к сильному изменениюаромата плода — ведь для ароматадостаточно даже ничтожных количествлетучих веществ, прекурсоры которыхвовсе не видны на глаз.

Какпоказал анализ ученых, именно такаяситуация сложилась с пахучими веществамигеранилацетоном и 6-метил-5-гептен-2-оном(или MHO). Первое из них синтезируется изминорных каротиноидов, таких как фитоен,а второе проиводится непосредственноиз ликопена — главного красного пигментапомидоров. В результате селекции усовременных сортов концентрация первоговещества оказалась сильно снижена посравнению с предковыми сортами, аконцентрация второго повысилась.Поскольку изменения происходили плавнои их сложно было фиксировать безспециального анализа, аромат современныхпомидоров стал жертвой тяги селекционеровк ярким красным плодам.

Хорошиеновости, по словам ученых, заключаютсяв том, что большинство негативныхизменений в аромате и вкусе плодов легкопоправимы, поскольку не требуют резкогосокращения урожайности. Летучие веществасодержатся в плодах в следовых количествах,так что усиление их выработки не потребуетот растения значительных затрат. Егоможно добиться точечным введением вгеном «ароматных» вариантов генов,которые были обнаружены в настоящейработе. Это, потенциально, позволит сделать помидоры гораздо вкуснее всех ныне существующих сортов — как старых, так и новых.

Следуетотметить, что аромат и вкус помидоровопределяется далеко не только природойсорта и генетическими особенностями.Он еще и сильно зависит от условийтранспортировки. Так, недавно ученыепоказали, что хранение томатов вхолодильнике необратимо портит их вкус.Оказалось, что понижение температурыостанавливает процессы созревания,связанные с выработкой этилена, чтоприводит к значительному снижениюароматности продуктов.

Александр Ершов

N+1

Поставьте оценку:
Рейтинг 0 (Проголосовало: 0)
Понравилось? Поделитесь с друзьями через кнопки социальных сетей!

Добавить страницу в закладки

0
23:57
21
Популярные видео каналы