Помидоры без вкуса: генетики доигрались

Если вас не впечатляет вкус купленных в супермаркете томатов, виновата в этом эстетика. Результаты нового исследования указывают на то, что десятилетия селекции, результатом которой стали красивые равномерно окрашенные плоды, лишили томаты гена, увеличивающего концентрацию сахара в мякоти.

Родиной томатов, в настоящее время выращиваемых практически повсеместно, является Южная Америка. Предназначенные для продажи томаты собирают до достижения зрелости и в течение последних 70 лет селекционеры вывели сорта, плоды которых при достижении нужной кондиции приобретают равномерный светло-зеленый цвет. Это облегчает сбор именно тех плодов, которые к моменту появления на полках супермаркета приобретут равномерную красную окраску. Плоды диких разновидностей, напротив, имеют темно-зеленые пятна, затрудняющие определение оптимального времени сбора урожая. Более того, потребителям неравномерно окрашенные томаты могут показаться менее аппетитными.

Культурные сорта томатов (снизу слева) перед достижение зрелости приобретают равномерную светло-зеленую окраску, тогда как их дикие родственники (справа сверху) не настолько привлекательны с эстетической точки зрения

В поисках гена, ответственного за изменение цвета, немецкие ученые из института имени Макса Планка (Потсдам) скрестили дикие томаты с культурными сортами. Путем отбора гибридов с темно-зелеными пятнами на плодах и их обратного скрещивания с культурными сортами они сузили область поиска до определенного региона на хромосоме 10. После этого, с помощью недавно секвенированной полной последовательности генома томатов, они идентифицировали ген SlGLK2 – фактор транскрипции, регулирующий активацию и блокирование активности других генов.

У диких томатов ген SlGLK2 стимулирует синтез хлоропластов – внутриклеточных структур, внутри которых протекает процесс фотосинтеза. Для связывания энергии солнечного света хлоропласты используют фермент хлорофилл, который и обеспечивает темно-зеленую окраску.

Генетический анализ множества сортов томатов, выращиваемых в промышленных масштабах в разных странах мира, выявил одну и ту же особенность – мутацию, инактивирующую ген SlGLK2. Исследователи считают, что эта мутация могла возникнуть множество раз в результате не связанных друг с другом селекционных процессов.

Однако эта полезная, на первый взгляд, мутация имеет неприятный побочный эффект – она ухудшает вкусовые качества томатов. Дело в том, что хлоропласты используют энергию света для конвертации углекислого газа и воды в углеводы. Соответственно, меньшее количество хлоропластов означает меньшее содержание сахаров в плодах.

Внедрение интактной версии гена SlGLK2 в геном культурного сорта томатов увеличило содержание глюкозы и фруктозы в плодах примерно на 40%. Одновременно с этим увеличилось также содержание ликопена – очень полезного для здоровья антиоксиданта. Нормативные документы запрещают исследователям пробовать продукты, полученные с помощью методов генной инженерии, поэтому, к сожалению, они не смогли высказать свое личное мнение по поводу вкуса томатов, который должен значительно улучшиться за счет дополнительно содержания углеводов.

Исследователи отмечают, что интактный ген SlGLK2 можно вернуть томатам с помощью традиционных методов селекции. Однако они не уверены, что это обеспечит появления желаемой сладости у томатов, лежащих на полках супермаркетов. Проблема в том, что до 80% углеводов, содержащихся в плодах томатов, синтезируется в листьях и впоследствии транспортируется в плоды, что практически невозможно из-за практикуемой производителями заготовки урожая до достижения зрелости.