Wędruj alejką z produktami w lokalnym sklepie spożywczym, a znajdziesz olśniewającą różnorodność pomidorów , od wiśniowych po winogronowe, gruszkowate, masywne befsztyki i sękate pamiątki. To samo z dynią, ziemniakami , ogórkami i zieleniną liściastą. Ta bogactwo różnorodnych kolorów, kształtów i rozmiarów nie jest wynikiem doboru naturalnego, ale raczej doboru ludzkiego.
Przez tysiąclecia rolnicy i hodowcy roślin dostrzegali pożyteczne mutacje w owocach i warzywach - smaczniejsze owoce, lepsze plony, nowe kształty - i zachowali te cechy dzięki konwencjonalnym technikom hodowlanym. Proces jest powolny, ale jeśli skrzyżujesz różne szczepy wystarczająco dużo razy, w końcu możesz stworzyć coś na tyle nowego i dostatecznie atrakcyjnego do sprzedaży, że będzie można go nazwać jego własną odmianą.
Ten powolny i stały konwencjonalny proces hodowlany wkrótce otrzyma duży impuls dzięki postępom w mapowaniu genetycznym. Mając w ręku genom pomidora lub ogórka, hodowcy roślin nie muszą czekać miesiącami, aż roślina pomidora przyniesie owoce, aby wiedzieć, czy pomidory będą miały kształt gruszki czy okrągłe. Zamiast tego mogą szukać charakterystycznych markerów w DNA sadzonki, które kodują określony kształt, rozmiar i kolor owocu. Ta technika „selekcji wspomaganej markerami” obiecuje skrócić lata tradycyjnego procesu hodowli roślin.
Esther van der Knaap jest liderem w badaniach genetycznych nad tym, jak dokładnie DNA rośliny nakazuje jej owocowi rosnąć długie i chude jak ogórek cieplarniany lub okrągłe i przysadziste jak pomidor z befsztyku. W jej laboratorium na University of Georgia doktoranci i studenci kroją pomidory na pół i umieszczają je na płaskim skanerze, aby zmierzyć dokładne kształty i rozmiary wytwarzane przez różne kombinacje genetyczne.
W artykule opublikowanym 9 listopada 2018 roku w czasopiśmie Nature Communications , van der Knaap ogłosił odkrycie dwóch rodzin genów, które wydają się odgrywać kluczową rolę w wytwarzaniu owoców i warzyw zarówno okrągłych, jak i długich. Owoce i warzywa są technicznie jadalnymi narządami roślin, które rosną i rozwijają się poprzez podział komórek.
„Aby uzyskać określony kształt, taki jak długi lub okrągły, trzeba mieć określone wzorce podziału komórek” - wyjaśnia van der Knaap. „Albo komórki dzielą się w poziomie lub w pionie”.
To ma sens. Im bardziej komórki narządu dzielą się poziomo, rozszczepiając się w środku, tym bardziej poziomo gromadzą tkanki, tworząc grubsze, bardziej okrągłe owoce.
To, co van der Knaap i jej koledzy odkryli w genomie pomidora, to specyficzny gen zwany OVATE, który wydaje się być odpowiedzialny za tworzenie białek, które nakazują komórkom podział w układzie pionowym. Kiedy więcej komórek rozdziela się na boki, wzorzec wzrostu daje wydłużony owoc. OVATE to różnica między idealnie okrągłym pomidorem cherry a pomidorem w kształcie gruszki.
Dzikie pomidory, podobnie jak rodzime odmiany występujące w Peru, Ekwadorze i Meksyku, są niezmiennie małe i okrągłe, mówi van der Knaap, co oznacza, że pomidory w kształcie gruszki i inne wydłużone pomidory to mutacje, które pojawiły się później. Już w latach trzydziestych XX wieku biolodzy roślin nazywali mutację elongacji OVATE, ale nie mieli pojęcia o rzeczywistym mechanizmie genetycznym za nią.
Teraz, kiedy van der Knaap zidentyfikował białko OVATE, a także inną rodzinę białek zwanych TRM, które oddziałują z OVATE, stanowi kolejne narzędzie dla hodowców roślin, którzy stosują selekcję wspomaganą markerami. Jeśli obecne są markery OVATE i TRM, możesz być pewien, że owoc będzie wydłużony. Jeśli brakuje jednego lub drugiego, wraca do rundy. Van der Knaap twierdzi, że przyspieszy to proces hodowlany i pozwoli hodowcom skupić się na trudniejszych cechach, takich jak plon i odporność na szkodniki, które nie są tak łatwo powiązane z jednym lub dwoma genami.
A więc teraz pytanie brzmi, czy te postępy w genetyce roślin oznaczają, że w alejce produkcyjnej wkrótce pojawią się kwadratowe pomidory lub dynie w kształcie piramid? Mało prawdopodobne, mówi van der Knaap, ale nie dlatego, że jest to technicznie niemożliwe. Mówi, że w genomie pomidora jest mnóstwo dziwnych mutacji, które prowadzą do szalenie wyglądających owoców. A ponieważ te mutacje występują naturalnie, można je izolować i replikować w laboratorium.
Ale problem z kwadratowymi pomidorami i innymi owocami o dziwacznych kształtach jest dwojaki, mówi van der Knaap. Po pierwsze, jest problem GMO. Jeśli hodowcy roślin używają edycji genów do bezpośredniego modyfikowania lub zastępowania genów w roślinach spożywczych, wtedy te szczepy są uważane za GMO, a ludzie są przerażeni GMO w żywności.
Po drugie, zupełnie nowe kształty owoców i warzyw mogą po prostu mieć nieprzyjemny smak.
„Niektóre mutacje są tak dziwne, że żaden hodowca nie wyhodowałby ich, ponieważ mają wiele innych problemów” - mówi van der Knaap. „Mają tylko kilka owoców na roślinę lub smakują okropnie, ponieważ kiedy wyhodujesz owoc o naprawdę dziwnym kształcie, zaburzasz równowagę hormonalną. Może wcale nie być zbyt soczysty i smaczny”.
Jeśli naprawdę chcesz wyhodować kwadratowego pomidora, mówi van der Knaap, po prostu umieść wokół niego pudełko, tak jak Japończycy robią z tymi szalonymi kwadratowymi arbuzami . „To byłby wysokiej klasy pomidor” - mówi naukowiec. „Nie wiem, czy chciałbym za to zapłacić”.
Teraz to jest fajne
Ludzie z Grow Your Heirlooms opublikowali instrukcje i film o tym, jak wyhodować kwadratowego pomidora za pomocą ręcznie robionych plastikowych pudełek.
