Przodkowie pomidorów wyglądali zupełnie inaczej. Foxys Forest Manufacturing/Shutterstock
Wielka idea: Droga pomidora od dzikiej rośliny do podstawowego produktu domowego jest znacznie bardziej złożona, niż od dawna sądzili badacze. Przez wiele lat naukowcy wierzyli, że ludzie udomowili pomidora w dwóch głównych fazach. Po pierwsze, rdzenni mieszkańcy Ameryki Południowej uprawiali dzikie pomidory wielkości borówki około 7,000 lat temu, aby wyhodować roślinę z owocem wielkości wiśni. Później ludzie w Mezoameryka wyhodował tę pośrednią grupę dalej, aby utworzyć duże pomidory uprawne, które jemy dzisiaj.
Ale w niedawnym badaniu pokazujemy, że pomidor wielkości wiśni prawdopodobnie powstała w Ekwadorze około 80,000 XNUMX lat temu. Żadna grupa ludzi nie udomowiła roślin tak dawno temu, co sugeruje, że zaczęło się jako gatunek dziki, chociaż ludzie w Peru i Ekwadorze prawdopodobnie uprawiali je później.
Odkryliśmy również, że dwie podgrupy z tej grupy pośredniej rozprzestrzeniły się na północ do Ameryki Środkowej i Meksyku, prawdopodobnie jako zachwaszczone towarzysze innych upraw. Gdy to się stało, ich cechy owoców zmieniły się radykalnie. Wyglądały bardziej jak dzikie rośliny, z mniejszymi owocami niż ich południowoamerykańskie odpowiedniki i wyższymi poziomami kwasu cytrynowego i beta-karotenu.
Z zaskoczeniem stwierdziliśmy, że współczesne pomidory uprawne wydają się najbliżej spokrewnione z tą dzikopodobną grupą pomidorów, która wciąż występuje w Meksyku, chociaż rolnicy nie uprawiają jej celowo.
Średnia wielkość owoców w pomidorze uprawnym w porównaniu z półudomowionymi iw pełni dzikimi krewniakami. Hamida Razifarda, CC BY-ND
Dlaczego jest to ważne: Badania te mają bezpośredni wpływ na poprawę upraw. Na przykład niektóre pośrednie grupy pomidorów mają wysoki poziom glukozy, co sprawia, że owoce są słodsze. Hodowcy mogliby wykorzystać te rośliny do uatrakcyjnienia upraw pomidorów dla konsumentów.
Widzieliśmy również sygnały, że niektóre odmiany z tej grupy pośredniej mają cechy, które promują odporność na choroby i tolerancję na suszę. Rośliny te można wykorzystać do hodowli twardszych pomidorów.
Czego jeszcze nie wiadomo: Nie wiemy, jak pośrednia grupa pomidorów rozprzestrzeniła się z Ameryki Południowej do Ameryki Środkowej i Meksyku. Ptaki mogły zjadać owoce i wydalać nasiona gdzie indziej, a ludzie mogli je uprawiać lub handlować nimi.
Innym pytaniem jest, dlaczego ta pośrednia grupa „cofnęła się” i straciła tak wiele cech udomowienia, gdy rozprzestrzeniła się na północ. Dobór naturalny w nowych siedliskach północnych mógł aktywnie faworyzować pomidory o bardziej dzikich cechach. Możliwe też, że ludzie nie hodowali tych roślin i nie wybierali cech udomowienia, takich jak duże owoce, które mogą wymagać od roślin zużywania większej ilości energii, niż włożyłyby w naturalne owocnikowanie.
Jak wykonujemy naszą pracę: We zrekonstruować historię pomidorów by sekwencjonowanie genomów dzikich, pośrednich i udomowionych odmian pomidora. Przeprowadzamy również populacyjne analizy genomowe, w których wykorzystujemy modele i statystyki, aby wydedukować zmiany, które zaszły w pomidorach na przestrzeni czasu.
Ta praca polega na pisaniu wielu kodów komputerowych do analizy dużych ilości danych i przyjrzenia się wzorcom zmienności w sekwencjach DNA. Współpracujemy również z innymi naukowcami, aby hodować próbki pomidorów i rejestrować dane dotyczące wielu cech, takich jak wielkość owoców, zawartość cukru, zawartość kwasów i związki smakowe.
Co jeszcze dzieje się w terenie: Wyżywienie rosnącej populacji ludzkiej będzie wymagało poprawy plonów i jakości plonów. Aby to zrobić, naukowcy muszą wiedzieć więcej o genach roślin, które są zaangażowane w zjawiska takie jak rozwój owoców oraz odporność na smak i choroby.
Na przykład badania prowadzone przez Zachary Lippman na Cold Spring Harbor Laboratory w Nowym Jorku wykorzystuje edycję genomu do manipulowania cechami, które mogą pomóc w poprawie plonów pomidorów. Modyfikując geny pochodzące z dwóch popularnych odmian pomidora, opracowali szybką metodę, dzięki której rośliny szybciej kwitną i produkują dojrzałe owoce. Oznacza to więcej nasadzeń w sezonie wegetacyjnym, co zwiększa plon. Oznacza to również, że roślina może być uprawiana na szerokościach geograficznych bardziej północnych niż jest to obecnie możliwe – jest to ważna cecha w miarę ocieplania się klimatu Ziemi.
Edycja genów dała pomidory, które kwitną i dojrzewają tygodnie wcześniej.
{vembed Y=Jem3hP734uA}
Co dalej dla Ciebie: Nasze badania dostarczają atlas kandydatów do przyszłych badań funkcji genów pomidora. Teraz możemy zidentyfikować, które geny były ważne na każdym etapie historii udomowienia i odkryć, co robią. Możemy również szukać korzystnych alleli lub wariantów określonych genów, które mogły zostać utracone lub zmniejszone podczas udomowienia pomidora. Chcemy dowiedzieć się, czy niektóre z tych utraconych wariantów można wykorzystać do poprawy wzrostu i pożądanych cech pomidorów uprawnych.
O autorze
Hamid Razifard, doktor habilitowany w dziedzinie biologii, University of Massachusetts Amherst oraz Ana Caicedo, profesor nadzwyczajny biologii, University of Massachusetts Amherst
Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.
Powiązane książki:
Sól, tłuszcz, kwas, ciepło: opanowanie elementów dobrego gotowania
autorstwa Samina Nosrata i Wendy MacNaughton
Ta książka to kompleksowy przewodnik po gotowaniu, skupiający się na czterech elementach: soli, tłuszczu, kwasie i cieple oraz oferujący spostrzeżenia i techniki tworzenia pysznych i dobrze zbilansowanych posiłków.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Książka kucharska Skinnytaste: mało kalorii, dużo smaku
Giny Homolki
Ta książka kucharska oferuje zbiór zdrowych i pysznych przepisów, skupiających się na świeżych składnikach i odważnych smakach.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Naprawa żywności: jak uratować nasze zdrowie, naszą gospodarkę, nasze społeczności i naszą planetę — jeden kęs na raz
przez dr Marka Hymana
Ta książka bada powiązania między żywnością, zdrowiem i środowiskiem, oferując spostrzeżenia i strategie tworzenia zdrowszego i bardziej zrównoważonego systemu żywnościowego.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Książka kucharska Barefoot Contessa: Sekrety specjalnego sklepu spożywczego East Hampton dla prostej rozrywki
autorstwa Iny Garten
Ta książka kucharska oferuje zbiór klasycznych i eleganckich przepisów ukochanej Barefoot Contessa, skupiających się na świeżych składnikach i prostym przygotowaniu.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Jak wszystko ugotować: podstawy
przez Marka Bittmana
Ta książka kucharska oferuje obszerny przewodnik po podstawach gotowania, obejmujący wszystko, od umiejętności posługiwania się nożem po podstawowe techniki, i oferuje zbiór prostych i pysznych przepisów.
