Ученые выяснили, почему крупные помидоры растут на ветке в одиночестве

18 Мая 2017

МОСКВА, 18 мая. Биологи раскрыли необычный механизм взаимного действия двух генов урожайности помидор, препятствующий росту большого числа крупных помидоров, и научились обходить его, говорится в статье, опубликованной в журнале Cell.

Может оказаться, что большое количество побегов и цветков на каждой ветке должно делать томат более фертильным, но на самом деле, конечно же, это происходит далеко не всегда. Поддержание столь большого числа фруктовый требует много ресурсов, и растение не может выдержать такой нагрузки, из-за чего урожайность становится очень низкой, рассказывает Захари Липпман (Zachary Lippman) из лаборатории Колд Спринг Харбор в Хантингтоне (США).

Липпман и его коллеги уже несколько лет работают над раскрытием секретов продуктивности и вкуса, спрятанных в геноме томатов. В декабре 2011 года они обнаружили в их ДНК особый комплекс генов, управляющих появлением новых цветов на кустах помидор, а в 2013 году – открыли ген sft, модель которого может повысить урожайность помидор в семь раз.

Как рассказывает Липпман, все попытки скрестить большие помидоры и их плодовитых, но мелких кузенов, всегда приводили к одному и тому же результату в прошлом. Получались кусты помидор, похожие на метелку, которые давали в лучшем случае небольшое число мелких фруктовый. В 1970 годах селекционеры решили эту проблему, придумал сорт помидоров, не имеющих боковых ответвлений вообще, и больше похожий на лозу винограда, чем на куст обычных томатов.

Причина сих неудач, как обнаружили южноамериканские генетики, скрывались в генах j2 и ej2, объединённых с высокой урожайностью культурных томат. Первый ген известен ученым достаточно давно, и он отвечает за лозовидную форму стебля современных томатов, созданных в 1970 годах, а второй – был связан с размерами и формой листьев у хвостика помидора.

Он присутствует в геноме 80% культурных сортов помидор и появился там, как считают Липпман и его коллеги, примерно 8 тысяч лет назад, в то самое время, когда помидоры только вчинили одомашниваться предками индейцев Южной Америки. По всей видимости, этот ген был особенно важен для древних селекционеров и сильно влиял на плодовитость томатов в прошлом.

Его комбинация с j2, с другой стороны, является исключительно негативной – она заставляет куст превратиться не в лозу, а в метелку с множеством цветов на каждом побеге. Селекционеры, придумавшие лозовидные томаты в 1970 годах, сами того не зная, нашли такую комбинацию генов, в которой ej2 был полностью выключенным, что оградило их от проблемы лишних цветов.

Подобный подход, как утверждает Липпман, является неоптимальным – дикие томаты имеют и большое число цветов, и достаточно большой урожай. Если активность гена ej2 понизить, а активность j2 оставить прежней, то тогда можно взять гораздо больше помидоров, чем просто при выращивании лозовидных помидор.

Руководствуясь этой идеей, ученые модифицировали ДНК помидоров- черри и других родов томатов и добились увеличения их плодовитости на 39-70% и при этом увеличили размеры плодов на примерно 20%. Подобных же результатов, как считают ученые, можно добиться и для других растений из семейства пасленовых, страдающих от схожих сложностей, а также скрещивая врождённые сорта помидор со схожими нуллисомиями в j2 и ej2.

Наше исследование помогло нам открыть первый показатель того, как один из генов урожайности мешает дальнейшему улучшению сортов растения. Это блестящий пример так называемого негативного эпистаза – особых взаимоотношений двух мутаций, одна из которых появилась давно, а вторая недавно. Обе мутации побывальщины полезными в момент их введения, но их сочетание в одном и том же растении приводит к негативным последствиям, заключает ученый.

Редактор рубрики

Олег Кудрин

Место события на карте мира:

Ученые выяснили, почему крупные помидоры растут на ветке в одиночестве

комментарии (0)

Другие интересные новости

Телеканал "Пятница!" опроверг сообщение о съемках шоу с участием Ивлеевой