Прогуляйтесь по проходу в местном продуктовом магазине, и вы найдете великолепное разнообразие помидоров , от вишневых до виноградных, грушевидных, массивных бифштексов и корявых семейных реликвий. То же самое с кабачками, картофелем , огурцами и листовой зеленью. Это изобилие разнообразных цветов, форм и размеров не является результатом естественного отбора, а, скорее, человеческого отбора.
На протяжении тысячелетий фермеры и селекционеры обнаружили полезные мутации во фруктах и овощах - более вкусные фрукты, более высокие урожаи, новые формы - и сохранили эти черты с помощью традиционных методов селекции. Это медленный процесс, но если вы достаточно много раз скрещиваете разные сорта, в конечном итоге вы можете создать что-то достаточно новое и достаточно востребованное, чтобы называть его собственным сортом.
Этот медленный и неуклонный традиционный процесс размножения скоро получит большой импульс благодаря достижениям в области генетического картирования. Имея на руках геном томата или огурца, селекционерам не нужно месяцами ждать, пока растение помидора даст плоды, чтобы узнать, будут ли помидоры грушевидными или круглыми. Вместо этого они могут искать контрольные маркеры в ДНК саженца, которые кодируют определенную форму, размер и цвет плода. Этот метод «селекции с помощью маркеров» обещает сократить на годы традиционный процесс селекции растений.
Эстер ван дер Кнаап находится в авангарде генетических исследований того, как именно ДНК растения предписывает его плодам расти длинными и стройными, как тепличный огурец, или круглыми и сидеть на корточках, как помидоры из бифштекса. В ее лаборатории в Университете Джорджии постдоки и студенты разрезают помидоры пополам и помещают их на планшетный сканер, чтобы измерить точные формы и размеры, полученные в результате различных генетических комбинаций.
В статье, опубликованной 9 ноября 2018 года в журнале Nature Communications , ван дер Кнаап объявил об открытии двух семейств генов, которые, по-видимому, играют ключевую роль в создании круглых или длинных фруктов и овощей. Фрукты и овощи технически являются съедобными органами растений, и эти органы растут и развиваются посредством деления клеток.
«Чтобы создать определенную форму, например, длинную или круглую, вам необходимо иметь определенные закономерности деления клеток», - объясняет ван дер Кнаап. «Либо клетки делятся по горизонтали, либо по вертикали».
В этом есть смысл. Чем больше клетки органа делятся по горизонтали, разделяясь посередине, тем больше они будут наращивать ткань по горизонтали, создавая более толстый и округлый плод.
То, что ван дер Кнаап и ее коллеги обнаружили в геноме томата, - это специфический ген под названием OVATE, который, по-видимому, отвечает за создание белков, которые говорят клеткам делиться по вертикали. Когда большее количество клеток расщепляется из стороны в сторону, структура роста дает удлиненный плод. OVATE - это разница между идеально круглыми помидорами черри и грушевидными помидорами.
Дикие помидоры, как и местные сорта, произрастающие в Перу, Эквадоре и Мексике, неизменно маленькие и круглые, говорит ван дер Кнаап, что означает, что грушевидные и другие удлиненные помидоры - это мутации, появившиеся позже. Еще в 1930-х годах биологи растений назвали мутацию удлинения яйцеклеткой, но понятия не имели о реальном генетическом механизме, лежащем в основе этого.
Теперь, когда ван дер Кнаап идентифицировал белок OVATE, а также другое семейство белков, называемых TRM, которые взаимодействуют с OVATE, он предоставляет еще один инструмент селекционерам растений, использующим селекцию с помощью маркеров. Если присутствуют маркеры OVATE и TRM, вы можете быть уверены, что плод будет удлиненным. Если один или другой отсутствует, он возвращается к раунду. Ван дер Кнаап говорит, что это ускорит процесс селекции и позволит производителям сосредоточиться на более сложных характеристиках, таких как урожайность и устойчивость к вредителям, которые не так легко связаны с одним или двумя генами.
Итак, теперь вопрос в том, означают ли эти достижения в генетике растений, что в вашем ассортименте скоро появятся квадратные помидоры или тыквы в форме пирамиды? Вряд ли, говорит ван дер Кнаап, но не потому, что это технически невозможно. Она говорит, что в геноме томатов есть множество причудливых мутаций, которые приводят к безумно выглядящим фруктам. А поскольку эти мутации возникают в природе, их можно выделить и воспроизвести в лаборатории.
Но проблема с квадратными помидорами и другими фруктами необычной формы двоякая, говорит ван дер Кнаап. Во-первых, проблема ГМО. Если селекционеры используют редактирование генов для непосредственной настройки или замены генов в пищевых растениях, то эти штаммы считаются ГМО, и людей пугают ГМО в их пище.
Во-вторых, новые формы фруктов и овощей могут просто иметь неприятный вкус.
«Некоторые мутации настолько причудливы, что ни один гровер не станет их выращивать, потому что у них много других проблем», - говорит ван дер Кнаап. «У них всего несколько фруктов на растении, иначе они будут ужасными на вкус, потому что, когда вы выращиваете фрукт действительно необычной формы, вы нарушаете гормональный баланс. Он может быть совсем не очень сочным и вкусным».
Если вы действительно хотите вырастить квадратный помидор, говорит ван дер Кнаап, просто поставьте вокруг него коробку, как японцы делают эти сумасшедшие квадратные арбузы . «Это был бы высококачественный помидор», - говорит исследователь. «Не знаю, захочу ли я за это платить».
Теперь это круто
Сотрудники Grow Your Heirlooms опубликовали инструкции и видео о том, как вырастить квадратный помидор из пластиковых ящиков ручной работы.
