Ihmiset syövät paljon tomaatteja - noin 182 miljoonaa tonnia hedelmiä (ja kyllä, ne ovat teknisesti hedelmiä) tuotetaan ympäri maailmaa vuosittain. Mutta supermarketista ostamat lajikkeet ovat tunnettuja siitä, että he eivät ole maistaneet niin hienoa, koska kasvattajat ovat vuosien ajan houkuttaneet. Nyt, kuten Roni Dengler raportoi Discoverille, tutkijat ovat tunnistaneet arominmuodostavan geenivariantin, jota ei esiinny useimmissa viljellyissä tomaateissa, mikä puolestaan voi auttaa viljelijöitä kehittämään tulevaisuudessa maukkaita lajikkeita.
Löytö johtui laajemmasta tomaatin ”pan-genomin” perustamishankkeesta, joka kuvaa lajin kaikkien jäsenten koko geenisarjaa. Ensimmäinen tomaattigeenisekvenssi, joka on johdettu nykyaikaisesta lajikkeesta, joka tunnetaan nimellä Heinz 1706, julkaistiin vuonna 2012, ja se osoitti noin 35 000 geeniä. Heinz 1706: ta on sittemmin käytetty vertailuesimerkkinä muille tomaattigenomeille, joista satoja on sekvensoitu vuosien varrella.
Uutta tutkimusta varten tutkijat tarkastelivat 727 viljellyn ja läheisesti sukua olevan luonnonvaraisen tomaatin perimätietoja; 561 sekvenssistä oli aiemmin julkaistu, ja tutkijat tuottivat vielä 166 sekvenssiä ”laajemman alueellisen ja globaalin esityksen saamiseksi”, he kirjoittavat Nature Genetics -julkaisussa. Ryhmä pystyi lopulta tunnistamaan 4873 aikaisemmin dokumentoimattomia geenejä.
"Pangenome tarjoaa pääasiassa säiliön lisägeenejä, joita ei ole referenssigenoomissa", selittää Cornellin yliopiston tutkimuksen yhteiskirjoittaja ja kasvien pahtologi Zhangjun Fei.
Kasvatus johti näiden geenien häviämiseen, kun viljelijät keskittyivät pyrkimyksissään valita ominaisuuksia, kuten pidennetty säilyvyys, suurempi sato ja suuret koot, jotka ovat tärkeitä nykyaikaisille tuotantomenetelmille. Mutta matkan varrella muut tärkeät piirteet menetettiin; Uudessa tutkimuksessa havaittiin, että geenit, jotka osallistuivat puolustusvasteisiin erilaisiin patogeeneihin, puuttuivat yleisimmin kotimaisista tomaateista.
Tutkijat tunnistivat myös TomLoxC-nimisen geenin harvinaisen alleelin tai variantin, joka todennäköisesti kiinnostaa erityisesti kasvattajia, jotka haluavat vahvistaa kasviensa makua. "Geeni vaikuttaa hedelmien makuun katalysoimalla useiden lipidiin liittyvien haihtuvien aineiden biosynteesiä - yhdisteitä, jotka haihtuvat helposti ja lisäävät aromia", sanoo tutkimuksen avustaja James Giovannoni, Cornellin molekyylibiologi ja USDA-tutkija. Tutkimuksensa avulla tutkijat havaitsivat myös, että TomLoxC helpottaa apokarotenoideiksi kutsuttujen orgaanisten yhdisteiden ryhmän tuotantoa, joilla on useita hedelmä- ja kukkahajuja, jotka vaikuttavat tomaatin makuun.
Noin 90 prosentilla luonnonvaraisista tomaateista oli tämä harvinainen versio TomLoxC: stä, mutta vain kaksi prosenttia vanhemmista kotimaisista tomaateista. Alleeli näyttää kuitenkin tekevän paluuta; tutkijat löysivät sen seitsemästä prosenttista nykyaikaisista tomaattilajikkeista. "[C] oppineet kasvattajat ovat alkaneet valita sitä, todennäköisesti koska he ovat keskittyneet enemmän makuun viime vuosikymmeninä", Giovannoni sanoo.
Uusi yleinen genomi tarjoaa lopulta kasvattajille mahdollisuuden etsiä muita geenejä, joita he ehkä haluavat tulevaisuudessa selektiivisesti kasvattaa - mikä voi puolestaan johtaa voimakkaampaan valikoimaan herkullisia tomaatteja, jotka laskeutuvat supermarketin hyllyille.
”Kuinka monta kertaa kuulet jonkun sanovan, että myymälän tomaatit eivät vain mittaa täysin perintölajilajikkeita?” Kysyi Clifford Weil, tutkimuksen tukeneen kansallisen tiedesäätiön kasvigenomitutkimusohjelman johtaja. "Tämä tutkimus selvittää, miksi näin voi olla, ja osoittaa, että tomaattien parempaa maistamista näyttää olevan matkalla takaisin."
