Салатные дни — томаты, которые дольше хранятся и сохраняют вкус
Томат (Solanum lycopersicum) — одна из самых ценных плодовых культур в мире с ежегодной глобальной стоимостью более $50 млрд. Мы едим их так много, что они играют важную роль в нашем рационе, поставляя ценные витамины, минералы и полезные фитохимические вещества. Селекционеры непрерывно работают над созданием высокоурожайных, более вкусных, питательных и долгохранящихся сортов, но некоторые из самых вкусных сортов быстро размягчаются и имеют короткий срок хранения.
Точные механизмы размягчения томатов оставались загадкой до недавнего времени. Исследование под руководством Грэма Сеймура, профессора биотехнологии растений в Школе биологических наук Ноттингемского университета, выявило ген, кодирующий фермент, который играет ключевую роль в контроле размягчения плода томата.
Результаты, опубликованные 25 июля 2016 года в журнале Nature Biotechnology, могут открыть путь к созданию новых сортов более вкусных томатов с улучшенной сохранностью после сбора с помощью обычной селекции.
Ключевое открытие в биологии растений
В современной цепочке поставок срок хранения критически важен. Чтобы сократить потери, его часто продлевают, создавая гибриды с естественными мутациями, замедляющими весь процесс созревания. Но такой подход часто негативно сказывается на вкусе и цвете.
Профессор Сеймур и его команда идентифицировали ген, кодирующий пектатлиазу — фермент, который в норме разрушает пектин в клеточных стенках томата во время созревания.
"В лабораторных экспериментах мы показали, что если "выключить" этот ген, плоды размягчаются гораздо медленнее, но при этом демонстрируют нормальные изменения цвета и накопление вкусовых соединений, таких как кислоты, сахара и ароматические летучие вещества", — сказал профессор Сеймур.
Естественная вариация в уровне экспрессии гена пектатлиазы существует у диких родственников культурного томата, и её можно использовать для целей обычной селекции. Это открытие позволяет более тонко контролировать размягчение плодов у современных сортов.
Применение в селекции
Используя обычную селекцию, дикие виды томатов можно скрещивать с культурными. Один дикий вид, Solanum pennellii, имеет низкий уровень экспрессии гена пектатлиазы в плодах. Эта генетическая вариация может быть использована для выведения медленно размягчающихся культурных томатов.
"Исследование также показывает, как можно точно изменять свойства созревания плодов без негативного влияния на их химический состав. Таким образом, потребительские качества, такие как вкус, цвет и питательная ценность, не ухудшаются, а в некоторых случаях даже улучшаются", — сказал профессор Пол Фрейзер из Royal Holloway.
Процесс селекции включает скрещивание линии, содержащей вариант гена от S. pennellii, с элитным сортом томата. Затем с помощью маркеров отбираются особи с генетическим фоном элитного сорта, но с вариантом гена от дикого вида. Последующее возвратное скрещивание позволяет полностью восстановить генетический фон элитной линии и закрепить желаемые признаки.
Исследование TomNet было проведено при поддержке Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC) и компании Syngenta Seeds.