Гены, отвечающие за кислый вкус цитрусовых, могут помочь создать новые, более сладкие сорта
Исследователи, включая двух специалистов из Калифорнийского университета в Риверсайде, определили гены, ответственные за характерный кислый вкус многих цитрусовых. Исследование, опубликованное 25 февраля в Nature Communications, может помочь селекционерам вывести новые, более сладкие сорта.
Разница во вкусе между кислыми и сладкими сортами, которые обычно имеют схожее содержание сахара, в основном обусловлена одним химическим элементом — водородом. Мякоть кислых плодов содержит больше ионов водорода (H+), что дает более низкий pH и терпкий вкус, распознаваемый кислоточувствительными клетками наших вкусовых рецепторов. Мякоть более сладких сортов содержит меньше ионов водорода.
Команда Рональда Коеса из Амстердамского университета исследовала, почему сок одних цитрусовых кислее других. Ключом стало изучение лимонного дерева сорта Фарис, на котором одновременно растут и кислые, и сладкие плоды, а также белые и пурпурные цветы.
С помощью обширной Коллекции сортов цитрусовых Калифорнийского университета, содержащей более 1000 живых сортов, были отобраны лимон Фарис и еще 20 цитрусовых — от очень кислых до сахаристых.
Изучая экспрессию генов, родственных контролирующим кислотность у петуний, команда идентифицировала два цитрусовых гена: CitPH1 и CitPH5. Они высоко экспрессированы в кислых сортах и слабо экспрессированы в сладких. Эти гены кодируют транспортные белки, которые закачивают ионы водорода в вакуоль — крупное хранилище внутри клеток сока, — повышая общую кислотность.
Далее исследователи изучили гены, контролирующие уровни CitPH1 и CitPH5. Снижение экспрессии этих генов у сладких сортов возникало независимо много раз. Было обнаружено, что за это отвечают мутации в генах нескольких транскрипционных факторов (белков, которые помогают включать и выключать определенные гены).
По словам профессора генетики Майкла Руза, эти открытия могут помочь в селекции. Однако создание сортов с тяжелыми мутациями, как у изученных «бескислотных» цитрусов, было бы чрезмерным, так как лишило бы плоды популярной кислинки. Вместо этого следует искать мутации, оказывающие менее драматичное влияние на производство и активность транспортных белков.
«Понимая механизм подкисления клеток плодов, мы теперь можем искать родственные гены, которые могли бы слегка снизить экспрессию CitPH1 и CitPH5, чтобы создать или отобрать новые, более сладкие сорта», — заявил Руз.