Ученые разработали помидоры пригодные для механизированной уборки
Согласно исследованию, опубликованному в журнале Nature Plants, китайские ученые выяснили механизм формирования формы плодов томатов и разработали свежие помидоры для механизированной уборки.
В начале 1960-х годов мутация fs8.1 вызвала изменение формы плодов томатов с округлой на блочную, что значительно улучшило стрессоустойчивость плодов томатов и привело к серьезному изменению в обработке томатов: от традиционного ручного сбора урожая к механизированному производству. Поскольку fs8.1 расположен в гетерохроматиновой области, лежащий в его основе ген ранее не был идентифицирован.
В этом исследовании ученые под руководством профессора Л.И. Чуанью из Института генетики и биологии развития (IGDB) Китайской академии наук сообщили о применении fs8.1 в клонировании, функциональной характеристике и селекции.
Они продемонстрировали, что мутация fs8.1 оказывает более сильное стимулирующее влияние на пролиферацию клеток в стенке яичника, чем в колумелле, что приводит к удлиненной форме плодов. Затем они идентифицировали ген FS8.1 и обнаружили, что он кодирует неканонический фактор GT-2, в котором отсутствует характерный трехспиральный ДНК-связывающий домен.
Дальнейшие исследования показали, что FS8.1 активирует ген ингибитора клеточного цикла SlKRP2, образуя транскрипционный модуль с каноническим фактором GT-2 SlGT-16. В яичниках дикого типа (WT) уровни экспрессии как FS8.1, так и SlGT-16 выше в стенках яичника, чем в колумелле.
Применение fs8.1 облегчило механическую уборку томатов при переработке. В результате экспрессия SlKRP2 выше в стенках завязи, чем в колумелле, что приводит к образованию круглых плодов. Однако в мутантных яичниках fs8.1 FS8.1 не функционирует. Таким образом, экспрессия SlKRP2 ниже в стенках завязи, чем в колумелле, что приводит к удлинению плодов.
Поразительно, но fs8.1 отсутствовал в свежих рыночных сортах. По сравнению с плодами переработанных томатов, плоды свежих рыночных томатов имеют более высокое качество с точки зрения питательных веществ и вкуса. Однако свежие рыночные томаты могут подвергаться серьезной порче, связанной с мягкостью плодов, во время сбора, транспортировки и хранения.
Естественные мутации, связанные со созреванием, использовались для улучшения твердости плодов. Однако они часто отрицательно влияют на цвет, вкус и питательную ценность. fs8.1 не влияет на созревание фруктов. Таким образом, клонирование FS8.1 предлагает потенциальный способ перепроектировать свежие рыночные помидоры для механизированного производства без ущерба для качества.
Действительно, устранение FS8.1 у сорта, поступающего на свежий рынок, привело к повышению устойчивости к сжатию. Важно отметить, что эта стратегия не влияет на ключевые показатели качества спелых фруктов, включая общее содержание растворимых сухих веществ и уровни сахаров, кислот и ликопина.
Кроме того, одновременная мутация FS8.1 и SP, которая контролирует индетерминантный рост томатов , превратила индетерминантные растения свежих рыночных томатов, дающие круглые плоды, в детерминантные растения, дающие квадратные плоды, пригодные для механического сбора урожая.
Источник: Китайская академия наук
