Приобретение помидоров и других овощей и фруктов в продуктовом магазине — всегда риск, потому что, как бы хорошо они ни выглядели, часто их вкус и запах оставляет желать лучшего. Группа ученых-растениеводов обнаружила ген, который может улучшить аромат и вкус помидоров. При этом они останутся такими же плотными и упругими.

Для коммерческих производителей фруктов, которые всегда ищут способы продлить срок хранения своих культур без ущерба для вкуса это открытие, которое совершили исследователи во главе с преподавателем из Института Бойса Томпсона (BTI) Джимом Джованнони, просто бесценно.

Исследование описали в статье, опубликованной в издании Proceedings of the National Academy of Sciences, авторами из BTI, Корнельского университета, Министерства сельского хозяйства США (USDA) и Чжэцзянского университета.

Обычно по мере созревания овощи и фрукты становятся мягче. Это делает их более подверженными повреждениям или гниению при транспортировке с поля до продуктового магазина. В настоящее время фермеры всеми силами пытаются продлить срок хранения, собирая фрукты до того, как они созреют, контролируют температуру и другие факторы окружающей среды во время транспортировки. Но методы аграриев задерживают весь процесс созревания, в результате чего помидоры и другие овощи и фрукты становятся твердыми, но безвкусными.

В ходе исследования учеными был изучен геном томата (Solanum lycopersicum) для того, чтобы найти гены, участвующие в процессе размягчения плодов, но не задействованные в их созревании. Научные сотрудники определили фактор транскрипции — боковые границы органа S. lycopersicum (SlLOB1), который регулирует широкий спектр генов, связанных с клеточной стенкой, и процессы размягчения плодов.

«До сих пор почти все факторы транскрипции, которые моя лаборатория идентифицировала в томатах, участвуют в глобальном контроле созревания. SlLOB1 интересен тем, что он в первую очередь регулирует гены, участвующие в размягчении клеточной стенки и других изменениях текстуры плода», — отметил господин Джованнони, который также является молекулярным биологом растений в Центре Роберта У. Холли Министерства сельского хозяйства США и профессором в Корнельской школе интегративной ботаники.

Модуляция SlLOB1 может позволить получить спелые и, следовательно, ароматные помидоры, которые еще не начали размягчаться, увеличивая их срок хранения.

В своей предыдущей работе Джованнони показал, что многие факторы транскрипции, связанные со созреванием томатов, изначально экспрессировались в локуле плода — гелеобразной ткани, окружающей семена.

«Большинство биологов отказываются от гелеобразной ткани, потому что она содержит семена, которые являются «эмбриональными растениями», отличными от самого плода. Но первые признаки созревания появляются в месте расположения плода еще до того, как он начинает менять цвет или вырабатывать этилен, который способствует созреванию. Моя группа более внимательно изучала локулу в последние несколько лет», — заявил господин Джованнони.

По этой причине команда ученых провела поиск в базе данных экспрессии генов томатов на предмет транскрипционных факторов, которые были высоко экспрессированы в локуле. Группа также искала гены с повышенной экспрессией в околоплоднике (внешней стенке плода), исходя из предположения, что он может экспрессировать специфические для размягчения факторы транскрипции. В обеих тканях высокие уровни SlLOB1 совпадали с созреванием.

Изучая живые растения томатов, исследователи обнаружили, что ингибирование экспрессии SlLOB1 приводит к замедленному размягчению и более твердым плодам, тогда как сверхэкспрессия гена ускоряет процесс размягчения.

Ученые продемонстрировали, что подавление экспрессии SlLOB1 не влияет на процесс созревания: помидоры созревают в обычные сроки. Уровни сахара и кислот в плодах остались прежними.

«Очевидно, с точки зрения вкуса плоды не изменились. Поменялась текстура плодов. Они оставались твердыми дольше и размягчались позднее», — сообщил господин Джованнони, хотя и признал, что исследование не включало в себя дегустацию.

По словам молекулярного биолога растений в Центре Роберта У. Холли, если ученые найдут варианты гена SlLOB1, задерживающие процесс размягчения, селекционеры смогли бы ввести их в коммерческие сорта для получения высококачественных томатов с хорошим вкусом, которые не станут слишком мягкими до того, как потребитель доставит их домой.

Отсроченное размягчение, вызванное ингибированием экспрессии SlLOB1, было связано с еще одним изменением: плоды приобретали темно-красный окрас из-за высоких уровней пигментов бета-каротина и ликопина в локуле и ликопина в околоплоднике.

«Эти помидоры также обладают повышенной питательной ценностью, потому что данные пигменты являются антиоксидантами, а ваше тело превращает бета-каротин в витамин А», — сообщил Джим Джованнони.

Помимо изучения генетического разнообразия SlLOB1 в сортах томатов, группа научных сотрудников во главе с господином Джованнони работает над внедрением SlLOB1 и других генов в сорта томатов, которые ценятся по вкусу, но не годятся для коммерческого производства из-за короткого срока хранения.

Джованнони совместно с коллегами продолжает исследовать, каким образом все генетические компоненты, регулирующие созревание томатов, работают вместе, в том числе участвуют ли сами семена в процессе созревания.

 

*по информации из открытых источников

 

 

Читайте также:

В США представили новый сорт помидоров, который подходит для всех

Американская технология увеличила срок годности продуктов питания на 50%

Ученые нашли эффективную стратегию защиты от вируса курчавости листьев помидора

В Нидерландах создали новое съедобные покрытие для продления сроков годности фруктов и овощей