Как сделать «апгрейд» окультуренным помидорам

Культурные пищевые растения имеют много преимуществ перед своими дикими родственниками – высокую урожайность, лучший вкус и т. п., однако при одомашнивании часто утрачивают способность сопротивляться вредителям или засухе. Все это в полной мере относится к одному из любимых овощей – помидорам. Современные технологии позволяют «повторно» ввести нужные признаки в существующие сорта, но сначала надо понять, какие из генных вариантов за них отвечают

Человек начал одомашнивать растения примерно 10 тыс. лет назад, отбирая для последующего выращивания лучшие экземпляры, у которых нужные признаки были выражены в наибольшей степени. Так в геноме растений закреплялись определенные варианты генов, связанные с некоторыми особенностями культуры. К примеру, у помидоров постепенно менялся внешний вид и вкус плодов, темп созревания и т.п.

Современные томаты имеют типичные для того или иного сорта размер, аромат, цвет, вкус и соответствующее генетическое разнообразие. При этом многообразие признаков в целом снижалось: некоторые важные качества их диких родственников, такие как устойчивость к различным патогенам, оказались утрачены.

Группа европейских и израильских ученых пытается найти причинно-следственные связи между разными генетическими вариантами, уровнем активности генов и желаемыми признаками овоща, используя линии современного сорта помидоров M82, в геном которого с помощью генно-инженерных технологий были введены различные генетические фрагменты Solanum pennellii – дикого вида томатов из Южной Америки, процветающего в высокогорных засушливых районах Анд.

Исследователям уже удалось обнаружить сотни подобных взаимосвязей и некоторые из них изучить в деталях. Например, они идентифицировали гены и метаболиты S. pennellii, определяющие его повышенную устойчивость к плесневому грибку ботритису серому (Botrytis cinerea) – одному из распространенных патогенов растений томата. Кроме того, им удалось выявить генетические варианты, связанные с накоплением в кожуре помидоров флавоноидов – природных соединении с широким спектром биологической активности.

Ученые также узнали, каким образом одомашненные помидоры потеряли горький вкус и токсичность, свойственную их диким предкам. Им удалось выявить молекулярный путь, посредством которого присущий для этих растений токсичный алкалоид α-томатин превращается при созревании плодов в нетоксичные соединения.

Пока ученые подробно охарактеризовали только несколько таких ассоциаций генотип-фенотип, однако созданным ими ресурсом данных могут пользоваться все исследователи, в том числе селекционеры, которые занимаются «апгрейдом» современных сортов.

: 01.10.2020