Пластмассовый мир победил. Современный помидор — в общем-то продукт промышленного производства: почти идеальный, круглый, красный, крепкий. Он спокойно переносит перевозку, склад и может неделями лежать на полке. Вот только на вкус он всё меньше похож на помидор.
Так получилось не случайно. Десятилетиями селекционеры выбирали сорта за урожайность, размер, красивый внешний вид и способность переносить транспортировку. А вместе с этим культурные томаты постепенно теряли часть генетического разнообразия.
В поисках вкуса настоящего помидора учёные заглянули к их диким родственникам — и нашли там множество генетических вариантов, связанных со сладостью, ароматом, цветом и горечью плодов.
Исследование опубликовано в журнале Genome Biology.
Дикий помидор совсем не похож на магазинный
Авторы работы сравнили культурный томат Solanum lycopersicum с тремя его дикими родственниками. Дикие томаты вряд ли победили бы в конкурсе овощей для супермаркета. Они бывают мелкими, зелёными или жёлтыми, странной формы, а некоторые отличаются горечью.
Зато их геномы сохранили разнообразие, которое сильно сократилось во время одомашнивания и последующей селекции культурного томата.
Учёные скрестили современные растения с дикими видами и посмотрели, как гены обоих родителей работают внутри одного гибрида. Причём исследовали разные части плода и несколько стадий его созревания. Получилась подробная карта генетических механизмов, определяющих свойства помидора.
Всё решают маленькие переключатели
Оказалось, что дело часто не в наличии какого-то уникального «гена вкусного помидора». Одни и те же или очень похожие гены у разных видов просто работают с разной интенсивностью. За это отвечают регуляторные участки ДНК — своего рода переключатели, способные усиливать или ослаблять работу соседних генов.
Особенно заметные различия учёные обнаружили в биохимических путях, связанных с сахарами, ароматическими веществами, каротиноидами, флавоноидами и горькими гликоалкалоидами. Именно из сочетания этих веществ во многом складывается то, что мы называем вкусом помидора.
Например, одни гены влияют на накопление сахаров, другие — на образование летучих соединений, которые создают характерный запах спелого томата. А без запаха вкус воспринимается гораздо беднее, даже если количество сахара почти не изменилось.
За красивый красный цвет тоже пришлось заплатить
Селекция меняла не только вкус. У культурных и диких томатов по-разному работают гены, участвующие в образовании каротиноидов. Среди них — ликопин, который придаёт зрелым помидорам привычный красный цвет.
Поэтому дикие виды могут выглядеть совсем иначе: оставаться зелёными после созревания, становиться жёлтыми или приобретать необычные оттенки.
Похожая история происходит с горечью. Молодые плоды содержат защитные вещества — стероидные гликоалкалоиды. У культурного томата при созревании они превращаются в менее горькие соединения. У диких родственников этот процесс может работать иначе.
То есть селекция столетиями перенастраивала сразу множество систем: размер, цвет, вкус, запах и защиту растения.
Теперь вкус можно попробовать вернуть
Для селекционеров самое интересное здесь — не сами дикие помидоры, а найденные в них генетические переключатели. Никто не предлагает отказаться от крупных красных плодов и вернуться к крошечным диким ягодам.
Задача куда практичнее: взять у современных сортов размер, урожайность и способность пережить дорогу до магазина, а у диких родственников — полезные варианты генов, влияющие на вкус и аромат.
Именно поэтому дикие виды сельскохозяйственных растений сегодня всё чаще рассматривают как своеобразный генетический архив. Исследователи получили карту регуляторных различий, по которой селекционеры смогут искать признаки, потерянные за годы одомашнивания.
Так что есть надежда, что идеально красный и идеально круглый помидор из магазина снова станет вкусным.
