ทำไมคุณไม่เคยเห็นผักสี่เหลี่ยม?

Aug 10 2019

อย่างน้อยก็ไม่ใช่ในธรรมชาติ นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบยีนทั้งสองตระกูลที่มีบทบาทสำคัญในการทำผักและผลไม้ทั้งแบบกลมหรือแบบยาว ผลไม้สี่เหลี่ยมอาจอยู่บนขอบฟ้าได้หรือไม่?

นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบยีนที่ใช้กำหนดรูปร่างของผักและผลไม้ วันหนึ่งเราจะเห็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสเหมือนในภาพประกอบนี้ได้ไหม เจสันคอช /

เดินไปตามทางเดินผลิตผลที่ร้านขายของชำในพื้นที่ของคุณและคุณจะพบกับมะเขือเทศหลากชนิดตั้งแต่เชอร์รี่ไปจนถึงองุ่นไปจนถึงทรงลูกแพร์ไปจนถึงสเต็กเนื้อขนาดใหญ่และมรดกตกทอดที่น่ากลัว เช่นเดียวกันกับสควอช, มันฝรั่ง , แตงกวาและผักใบเขียว ความหลากหลายของสีรูปร่างและขนาดที่หลากหลายนี้ไม่ได้เป็นผลมาจากการคัดเลือกโดยธรรมชาติ แต่เป็นการเลือกโดยมนุษย์

กว่าพันปีเกษตรกรและนักปรับปรุงพันธุ์พืชได้พบการกลายพันธุ์ที่มีประโยชน์ในผักและผลไม้ - ผลไม้ที่มีรสชาติดีขึ้นผลผลิตที่ดีขึ้นรูปทรงแปลกใหม่ - และรักษาลักษณะเหล่านั้นไว้ด้วยเทคนิคการปรับปรุงพันธุ์แบบเดิม กระบวนการนี้ช้า แต่ถ้าคุณข้ามสายพันธุ์ที่แตกต่างกันหลายครั้งในที่สุดคุณอาจสร้างสิ่งใหม่ ๆ เพียงพอและเป็นที่ต้องการของตลาดมากพอที่จะเรียกได้ว่าเป็นความหลากหลายของมันเอง

กระบวนการผสมพันธุ์แบบเดิมที่ช้าและคงที่นั้นกำลังจะได้รับการส่งเสริมอย่างมากจากความก้าวหน้าในการทำแผนที่พันธุกรรม ด้วยจีโนมมะเขือเทศหรือแตงกวาในมือผู้เพาะพันธุ์พืชไม่ต้องรอเป็นเดือนเพื่อให้ต้นมะเขือเทศออกผลเพื่อที่จะรู้ว่ามะเขือเทศจะมีลักษณะเป็นลูกแพร์หรือกลม แต่พวกเขาสามารถมองหาเครื่องหมายปากโป้งในดีเอ็นเอของต้นกล้าซึ่งเป็นรหัสสำหรับรูปร่างขนาดและสีของผลไม้ที่เฉพาะเจาะจง เทคนิค "marker-assisted selection" นี้จะช่วยลดขั้นตอนการปรับปรุงพันธุ์พืชแบบเดิม ๆ ไปได้หลายปี

Esther van der Knaap อยู่ในระดับแนวหน้าของการวิจัยทางพันธุกรรมว่าดีเอ็นเอของพืชสั่งให้ผลของมันเติบโตได้นานและลีนเหมือนแตงกวาหรือผลกลมและหมอบเหมือนมะเขือเทศสเต็ก ในห้องทดลองของเธอที่มหาวิทยาลัยจอร์เจียผู้โพสต์เอกสารและนักศึกษาระดับปริญญาตรีหั่นมะเขือเทศครึ่งลูกแล้ววางไว้บนเครื่องสแกนแบบแท่นเพื่อวัดรูปร่างและขนาดที่แม่นยำซึ่งเกิดจากการผสมทางพันธุกรรมที่แตกต่างกัน

ในบทความที่ตีพิมพ์เมื่อวันที่ 9 พฤศจิกายน 2018 ในวารสารNature Communications van der Knaap ได้ประกาศการค้นพบยีนสองตระกูลที่ดูเหมือนจะมีบทบาทสำคัญในการทำผักและผลไม้ทั้งแบบกลมหรือแบบยาว ในทางเทคนิคแล้วผักและผลไม้เป็นอวัยวะที่กินได้ของพืชและอวัยวะเหล่านั้นจะเติบโตและพัฒนาโดยการแบ่งเซลล์

"ในการสร้างรูปร่างบางอย่างเช่นรูปทรงยาวหรือทรงกลมคุณต้องมีรูปแบบการแบ่งเซลล์ที่แน่นอน" แวนเดอร์คแนปอธิบาย "ไม่ว่าเซลล์จะแบ่งตามแนวนอนหรือแบ่งตามแนวตั้ง"

ที่สมเหตุสมผล ยิ่งเซลล์ของอวัยวะแบ่งตัวในแนวนอนโดยการแยกตรงกลางออกมากเท่าไหร่ก็จะยิ่งสร้างเนื้อเยื่อขึ้นในแนวนอนมากขึ้นทำให้ผลไม้อ้วนและกลมขึ้น

สิ่งที่ Van der Knaap และเพื่อนร่วมงานของเธอค้นพบในจีโนมมะเขือเทศคือยีนเฉพาะที่เรียกว่า OVATE ซึ่งดูเหมือนจะทำหน้าที่ในการสร้างโปรตีนที่บอกให้เซลล์แบ่งตัวในรูปแบบแนวตั้ง เมื่อเซลล์แตกออกไปอีกด้านหนึ่งมากขึ้นรูปแบบการเจริญเติบโตจะก่อให้เกิดผลไม้ที่ยืดออก OVATE คือความแตกต่างระหว่างมะเขือเทศเชอร์รี่ทรงกลมที่สมบูรณ์แบบกับมะเขือเทศทรงลูกแพร์

มะเขือเทศป่าเช่นเดียวกับพันธุ์พื้นเมืองที่พบในเปรูเอกวาดอร์และเม็กซิโกมีขนาดเล็กและกลมสม่ำเสมอ Van der Knaap กล่าวซึ่งหมายถึงมะเขือเทศรูปลูกแพร์และมะเขือเทศที่มีความยาวอื่น ๆ เป็นการกลายพันธุ์ที่เกิดขึ้นในภายหลัง เมื่อย้อนกลับไปในช่วงทศวรรษที่ 1930 นักชีววิทยาพืชเรียกว่าการกลายพันธุ์ของการยืดตัว OVATE แต่ไม่มีเงื่อนงำเกี่ยวกับกลไกทางพันธุกรรมที่แท้จริงที่อยู่เบื้องหลัง

ตอนนี้ van der Knaap ได้ระบุโปรตีน OVATE เช่นเดียวกับโปรตีนอีกตระกูลหนึ่งที่เรียกว่า TRMs ที่ทำปฏิกิริยากับ OVATE มันเป็นเครื่องมืออื่นสำหรับผู้เพาะพันธุ์พืชที่ใช้การคัดเลือกด้วยเครื่องหมาย หากมีเครื่องหมาย OVATE และ TRM คุณสามารถมั่นใจได้ว่าผลไม้จะยืดออก หากขาดอย่างใดอย่างหนึ่งมันจะกลับมาเป็นรอบ Van der Knaap กล่าวว่าสิ่งนี้จะช่วยเร่งกระบวนการผสมพันธุ์และให้ผู้ปลูกมุ่งเน้นไปที่ลักษณะที่ยุ่งยากเช่นผลผลิตและความต้านทานต่อศัตรูพืชซึ่งไม่ได้เชื่อมโยงกลับไปยังยีนหนึ่งหรือสองยีนได้อย่างง่ายดาย

ดังนั้นคำถามคือความก้าวหน้าทางพันธุศาสตร์พืชเหล่านี้หมายความว่าทางเดินในการผลิตของคุณจะมีมะเขือเทศสี่เหลี่ยมหรือฟักทองรูปพีระมิดในไม่ช้าหรือไม่? ไม่น่าจะเป็นไปได้ Van der Knaap พูด แต่ไม่ใช่เพราะเป็นไปไม่ได้ในทางเทคนิค เธอบอกว่ามีการกลายพันธุ์ที่แปลกประหลาดมากมายในจีโนมมะเขือเทศซึ่งส่งผลให้เกิดผลไม้ที่ดูบ้าคลั่ง และเนื่องจากการกลายพันธุ์เหล่านั้นเกิดขึ้นตามธรรมชาติจึงสามารถแยกและจำลองแบบในห้องปฏิบัติการได้

แต่ปัญหาเกี่ยวกับมะเขือเทศสี่เหลี่ยมและผลไม้รูปทรงแปลกอื่น ๆ นั้นมีสองเท่า Van der Knaap กล่าว ประการแรกมีปัญหาจีเอ็มโอ หากนักปรับปรุงพันธุ์พืชใช้การตัดต่อยีนเพื่อปรับแต่งหรือแทนที่ยีนในพืชอาหารโดยตรงสายพันธุ์เหล่านั้นจะถูกพิจารณาว่าเป็นจีเอ็มโอและผู้คนจะถูกตัดแต่งพันธุกรรมในอาหาร

ประการที่สองรูปทรงผักและผลไม้ใหม่เอี่ยมอาจมีรสชาติที่น่ารังเกียจ

“ การกลายพันธุ์บางอย่างนั้นแปลกประหลาดมากจนไม่มีผู้ปลูกใดสามารถปลูกมันได้เพราะพวกมันมีปัญหาอื่น ๆ มากมาย” Van der Knaap กล่าว “ พวกมันมีผลเพียงไม่กี่ผลต่อต้นหรือรสชาติแย่มากเพราะเมื่อคุณปลูกผลไม้ในรูปทรงแปลก ๆ คุณจะทำให้ฮอร์โมนสมดุลเสียไปมันอาจจะไม่ฉ่ำและอร่อยเลย”

ถ้าคุณอยากที่จะเติบโตตารางมะเขือเทศกล่าวว่าฟานเดอร์ Knaap เพียงแค่ใส่กล่องรอบ ๆ มันเหมือนญี่ปุ่นทำอย่างไรกับผู้ที่ตารางแตงโมบ้า “ นั่นจะเป็นมะเขือเทศระดับไฮเอนด์” นักวิจัยกล่าว "ฉันไม่รู้ว่าฉันจะต้องจ่ายสำหรับสิ่งนั้น"

ทำไมคุณไม่เคยเห็นผักสี่เหลี่ยม?

ตอนนี้เจ๋งมาก