Как уникальная мутация помидора может изменить устойчивое сельское хозяйство

Помидоры являются основой питания во всем мире и важной частью устойчивого сельского хозяйства. Ученые из Института Бойса Томпсона (BTI) сообщили о новых открытиях, связанных с давно известной мутацией помидора, открывающей потенциал для повышения качества плодов и устойчивости к стрессу.


Исследование, опубликованное в журнале Journal of Experimental Botany, было посвящено разгадке тайны мутанта помидора под названием "adpressa", впервые обнаруженного в 1950-х годах. Мутант привлек внимание из-за необычной особенности: растения adpressa не способны чувствовать гравитацию. Эти растения часто растут близко к земле, а не устремляются вверх к небу. Их название передает привычку растения быть плоскими (прижатыми) к почве.

Команда под руководством Кармен Катала, приглашенного доцента BTI и старшего научного сотрудника Школы интегративной науки о растениях в Корнелле, начала с выявления точного генетического изменения, вызывающего этот удивительный эффект. Они обнаружили, что мутация блокирует синтез крахмала, который является формой хранения сахара.

Команда пошла дальше, используя мутацию для исследования фундаментальных вопросов о биологическом устройстве плодов. Они обнаружили, что данная мутация демонстрирует значительные транскрипционные и метаболические корректировки, включая повышение уровня растворимых сахаров и усиленный рост. Более удивительным было открытие полной устойчивости к гниению цветочных концов (BER), физиологическому расстройству, вызывающему разрушение клеточных мембран плода и сухую, черную и впалую область на дне помидоров.

Часто замечаемое садоводами и коммерческими производителями, появление BER трудно предсказать, но напрямую связано с экологическими стрессами, такими как температура или нерегулярное поливание. BER также влияет на другие фрукты и овощи, включая перец, тыкву, огурец и дыню. Несмотря на то, что это сложное расстройство было интенсивно изучено, механизмы развития BER не полностью поняты.


— Филипп Николас, автор исследования.

Открытие может иметь огромное значение для устойчивого сельского хозяйства, поскольку помидоры являются одной из самых важных и экономически выгодных культур в мире. Мутация adpressa может помочь разработать новые сорта помидоров, которые будут лучше адаптированы к изменяющимся климатическим условиям и потребностям потребителей. Кроме того, мутация может быть использована как инструмент для изучения роли крахмала в развитии плодов и реакции на стресс у других растений.