Οι άνθρωποι τρώνε πολλές τομάτες - περίπου 182 εκατομμύρια τόνοι φρούτων (και ναι, είναι τεχνικά ένα φρούτο) παράγονται σε όλο τον κόσμο κάθε χρόνο. Αλλά οι ποικιλίες που αγοράζουμε στο σούπερ μάρκετ είναι διαβόητες για το ότι δεν δοκιμάζουμε όλα αυτά τα υπέροχα, λόγω των χρόνων του τρεξίματος από τους κτηνοτρόφους. Τώρα, όπως αναφέρει ο Roni Dengler για το Discover, οι επιστήμονες έχουν εντοπίσει μια παραλλαγή γονιδίων γεύσης που απουσιάζει από τις περισσότερες καλλιεργούμενες ντομάτες, οι οποίες με τη σειρά τους μπορούν να βοηθήσουν τους καλλιεργητές να αναπτύξουν πιο νόστιμες ποικιλίες στο μέλλον.
Η ανακάλυψη προέκυψε από ένα ευρύτερο έργο για την καθιέρωση ενός «πανγκανώματος» ντομάτας, το οποίο περιγράφει ολόκληρο το σύνολο των γονιδίων όλων των μελών ενός είδους. Η πρώτη σειρά γονιδίων τομάτας, που προέρχεται από μια σύγχρονη ποικιλία γνωστή ως Heinz 1706, δημοσιεύθηκε το 2012 και επισήμανε περίπου 35.000 γονίδια. Το Heinz 1706 χρησιμοποιήθηκε έκτοτε ως παράδειγμα αναφοράς για άλλα γονιδιώματα τομάτας, εκατοντάδες από τα οποία έχουν αλληλουχηθεί κατά τη διάρκεια των ετών.
Για τη νέα έρευνα, οι ερευνητές εξέτασαν τα γενετικά δεδομένα 727 καλλιεργούμενων και στενά συνδεδεμένων άγριων ντομάτες. 561 των ακολουθιών είχαν δημοσιευθεί προηγουμένως και οι ερευνητές δημιούργησαν επιπλέον 166 αλληλουχίες "για να αποκτήσουν ευρύτερη περιφερειακή και παγκόσμια εκπροσώπηση", γράφουν στο Nature Genetics. Η ομάδα ήταν τελικά σε θέση να εντοπίσει 4.873 προηγουμένως χωρίς χαρτιά γονίδια.
"Το pangenome παρέχει ουσιαστικά μια δεξαμενή πρόσθετων γονιδίων που δεν υπάρχουν στο γονιδίωμα αναφοράς", εξηγεί ο Zhangjun Fei, συν-συγγραφέας μελέτης και φυτοπαθολόγος στο Πανεπιστήμιο Cornell.
Η εκτροφή αυτή οδήγησε στην εξαφάνιση αυτών των γονιδίων, καθώς οι καλλιεργητές εστίασαν τις προσπάθειές τους στην επιλογή για χαρακτηριστικά όπως αυξημένη διάρκεια ζωής, μεγαλύτερες αποδόσεις και μεγαλύτερα μεγέθη, τα οποία είναι σημαντικά για τις σύγχρονες μεθόδους παραγωγής. Αλλά κατά μήκος της πορείας, άλλα σημαντικά χαρακτηριστικά χάθηκαν. η νέα μελέτη διαπίστωσε ότι τα γονίδια που εμπλέκονται σε αμυντικές αποκρίσεις σε διάφορα παθογόνα ήταν αυτά που συνήθως λείπουν από τις εξημερωμένες ντομάτες.
Οι ερευνητές εντόπισαν επίσης ένα σπάνιο αλληλόμορφο ή παραλλαγή ενός γονιδίου που ονομάζεται TomLoxC, το οποίο είναι πιθανό να παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον για τους κτηνοτρόφους που ελπίζουν να ενισχύσουν τη γεύση των καλλιεργειών τους. "Το γονίδιο επηρεάζει τη γεύση των καρπών καταλύοντας τη βιοσύνθεση ορισμένων πτητικών συστατικών που εμπλέκονται σε λιπίδια - ενώσεις που εξατμίζονται εύκολα και συμβάλλουν στο άρωμα", λέει ο συν-συγγραφέας της μελέτης Τζέιμς Τζιοβάννοι, μοριακός βιολόγος στο Cornell και τον επιστήμονα του USDA. Μέσα από την έρευνά τους, οι ερευνητές ανακάλυψαν επίσης ότι το TomLoxC διευκολύνει την παραγωγή μιας ομάδας οργανικών ενώσεων που ονομάζονται αποκαρροτενοειδή, τα οποία έχουν μια σειρά φρουτώδεις και φυτικές οσμές που επηρεάζουν την γεύση της τομάτας.
Περίπου το 90 τοις εκατό των άγριων τοματών είχε αυτήν την σπάνια έκδοση του TomLoxC - αλλά μόνο το 2 τοις εκατό των παλαιότερων εξημερωμένων ντοματών έκανε. Το αλληλόμορφο φαίνεται να κάνει μια επιστροφή, ωστόσο? οι ερευνητές το βρήκαν στο 7% των σύγχρονων ποικιλιών ντομάτας. "[C] οι κτηνοτρόφοι άρχισαν να επιλέγουν γι 'αυτό, πιθανώς καθώς έχουν επικεντρωθεί περισσότερο στη γεύση τις τελευταίες δεκαετίες", λέει ο Giovannoni.
Το νέο πανευρωπαϊκό γονιδίωμα προσφέρει στους κτηνοτρόφους την ευκαιρία να αναζητήσουν και άλλα γονίδια που ενδεχομένως επιθυμούν να αναπαράγουν επιλεκτικά για το μέλλον - κάτι που μπορεί με τη σειρά του να οδηγήσει σε μια πιο ισχυρή επιλογή νόστιμων ντοματών που προσγειώνονται στα ράφια των σούπερ μάρκετ.
«Πόσες φορές ακούτε κάποιον να λέει ότι οι ντομάτες από το κατάστημα απλά δεν μετράνε μέχρι τις ποικιλίες κειμηλίων;» ρώτησε ο Clifford Weil, διευθυντής προγράμματος του ερευνητικού προγράμματος Plant Genome Research του Εθνικού Ιδρύματος Επιστημών, που υποστήριξε την έρευνα. «Αυτή η μελέτη καταλήγει στο γιατί μπορεί να συμβεί κάτι τέτοιο και δείχνει ότι οι καλύτερες ντομάτες φαίνεται να είναι στο δρόμο της επιστροφής».
