Причина безвкусности помидоров, купленных в магазине

Помидоры, купленные в магазине, на вкус ужасно отвратительны — ну, или безвкусны. Ученые обнаружили, что версия гена, придающего томатам вкус, отсутствует примерно у 93% современных одомашненных сортов. Это открытие может помочь вернуть вкус помидорам, которые вы можете купить в продуктовом отделе.

«Сколько раз вы слышали, как кто-то говорил, что помидоры из магазина не дотягивают до репродуктивных сортов?», — спросил Клиффорд Вейл, директор программы Национального научного фонда по изучению генома растений, при поддержке которого проводилась работа. «Данное исследование позволяет выяснить, почему это может быть так, и показывает, что более вкусные помидоры, похоже, возвращаются».

Судьба одомашнивания

Международная группа исследователей собрала геномную информацию о 725 культурных и диких томатах и объединила их в пан-геном — геном, в котором собрана генетическая информация всех сортов. Затем они сравнили пан-геном с геномом одомашненного томата Heinz 1706.

До сих пор геном этого томата служил репрезентативным образцом всех геномов томатов. Сравнение показало, что в эталонном геноме Heinz 1706 отсутствует около 5 тыс. генов, которые есть у других сортов томатов.

Многие из этих утраченных генов также обеспечивают защиту растений от патогенов. Помидоры потеряли эти гены в результате старой доброй селекции, а не генетических модификаций, когда селекционеры отбирали признаки, обеспечивающие устойчивость томатов.

«В процессе одомашнивания и улучшения томатов люди в основном концентрировались на признаках, повышающих производительность, таких как размер и срок хранения плодов», — говорится в заявлении Чжанцзюнь Фэя, генетика растений из Корнельского университета в Итаке (штат Нью-Йорк), который возглавлял обсуждаемое исследование, опубликованное в Nature Genetics. «Некоторые гены, участвующие в формировании других важных признаков качества плодов и устойчивости к стрессу, были потеряны в ходе этого процесса».

Выявление ранее неизвестных генов может помочь селекционерам в создании более совершенных томатов.

«Эти новые гены могут позволить селекционерам вывести элитные сорта томатов, обладающие генетической устойчивостью к болезням, с которыми в настоящее время мы боремся путем обработки растений пестицидами или другими дорогостоящими и экологически небезопасными мерами», — говорится в заявлении Джеймса Джованнони, молекулярного биолога из Корнелла и научного сотрудника Министерства сельского хозяйства США, который руководил работой совместно с Фэем.

Изменение вкуса

Анализ также показал, что в большинстве современных домашних томатов отсутствует редкая форма гена, придающего плодам томатный вкус. В то же время более 90% диких томатов имеют эту версию гена, придающего вкус.

Проведенный анализ также показывает, что этот ген вкуса, названный TomLoxC, использует каротиноиды — пигменты, придающие помидорам красный цвет, — для придания им вкуса.

Но есть и хорошие новости, ген вкуса возвращается. Раньше редкая версия TomLoxCused присутствовала лишь в 2% сортов томатов. Но в последние годы, когда селекционеры стали уделять больше внимания вкусовым качествам, все больше современных сортов томатов содержат этот ген.

В настоящее время он присутствует примерно у 7% томатов, что означает, что селекционеры начали отбор на его наличие, — пояснил Джованнони, — и эта тенденция, как мы надеемся, будет расти.

Gao, L., Gonda, I., Sun, H. et al. The tomato pan-genome uncovers new genes and a rare allele regulating fruit flavor. Nat Genet 51, 1044–1051 (2019). https://doi.org/10.1038/s41588-019-0410-2