Przyszłość jest dla fioletowych pomidorów • Daria Spasskaya • Wiadomości naukowe o "elementach" • Biotechnologia, genetyka

Przyszłość jest dla fioletowych pomidorów

Ryc.1. Fioletowe pomidory Del / Ros1 mają wysoką zawartość antocyjanów. Skaluj długość paska 2 cm. Rysunek od artykułu Butelki i in. wBiotechnologia przyrody

Mieszkańcy dużych miast są pozbawieni możliwości przygotowania sałatki z pomidorów z własnych łóżek ogrodowych i są zmuszeni do pójścia za nimi do supermarketu. Możliwe, że w niedalekiej przyszłości zamiast zwykłych czerwonych pomidorów będą czekać tam na niebiesko lub fioletowo. Grupa naukowców, którzy stworzyli różnorodne zdrowe pomidory, wzbogacone o antocyjany (nadają kwiatom i owocom wszystkie odcienie niebieskiego) w swoim nowym artykule, pokazała, że ​​takie pomidory są dwukrotnie dłuższe i odporne na szkodniki.

Kilka lat temu międzynarodowa grupa badaczy opublikowała artykuł opisujący tworzenie różnych pomidorów wzbogaconych pigmentami antocyjanowymi. Pigmenty te farbują kwiaty i inne części roślin w jasnych kolorach – niebieskim, fioletowym, różowym (więcej informacji na temat antocyjanów można znaleźć w artykule "Antocyjany: sekrety koloru" ("Chemia i życie" №1, 2013) .Nasze nowe odmiany pomidorów mają bogatą purpurę kolor (rys. 1) Rośliny potrzebują go do przyciągnięcia zapylaczy i dystrybutorów nasion – i dlaczego naukowcy musieli zrobić fioletowe pomidory?

Faktem jest, że antocyjany są użyteczne.Wiele badań wykazało, że obecność w diecie pokarmów bogatych w te pigmenty zmniejsza prawdopodobieństwo rozwoju niektórych rodzajów raka, chorób sercowo-naczyniowych, otępienia starczego i tak dalej. Wydaje się, że działanie ochronne zapewnia antyoksydant (patrz także Antioxidant) właściwości antocyjanów, to jest zdolność do zapobiegania utlenianiu składników wewnątrzkomórkowych przez aktywne formy tlenu.

Oczywiście antocyjany można również uzyskać ze zwykłych owoców i warzyw, ale według National Cancer Institute of USA tylko 20% populacji amerykańskiej spożywa niezbędną ilość owoców. Tak więc celem naukowców było stworzenie różnorodnych pomidorów, których spożycie mogłoby uczynić ludzi zdrowszymi. Ponieważ pomidory antocyjaninowe produkują bardzo mało, mają one dwa geny gardła lewego wszczepione do ich genomu, kodujące białka regulatorowe Del i Ros1, co ostatecznie zapewniło wysoką produkcję antocyjanów. Przydatność nowej odmiany potwierdzono eksperymentalnie: myszy podatne na rozwój raka żyły dłużej, jeśli karmiono je fioletowymi pomidorami zamiast normalnymi.

Dorastając takie owoce, naukowcy zauważyli, że fioletowe pomidory są przechowywane dwa razy dłużej niż zwykłe czerwone. Badanie tego "zjawiska" poświęcono ich nowemu artykułowi opublikowanemu w czasopiśmie Aktualna biologia. Być może nikt nigdy nie poddał tak dokładnej analizie zwykłych pomidorów.

Na początek autorzy zauważyli, że ich pomidory (Del / Ros1), oprócz koloru, nie różnią się od pomidorów typu dzikiego – są tego samego rozmiaru i mają tę samą liczbę nasion. Za pomocą szeregu metod fizycznych, takich jak spektroskopia w podczerwieni, zmierzono grubość i skład skóry pomidorów – takie same dla purpury i czerwieni. Produkcja etylenu, który wyróżnia się dojrzałymi owocami i przyczynia się do dojrzewania niedojrzałości, w pomidorach Del / Ros1 była nawet wyższa niż w czerwonych. Porównanie ekspresji genów w purpurowych i czerwonych pomidorach wykazało, że te pierwsze mają zwiększoną ekspresję genów odpowiedzialnych za odpowiedź na stres oksydacyjny i oporność na patogeny oraz zmniejszone geny kodujące enzymy zaangażowane w zmiękczanie skóry w stanie dojrzałym, w szczególności poligalakturonaza i beta-galaktozydaza. .

Zgodnie z wynikami tych eksperymentów autorzy zasugerowaliże fioletowe pomidory wyróżniają się zwiększoną zdolnością do opierania się wolnym rodnikom (aktywne formy tlenu), których produkcja wzrasta podczas dojrzewania i przyczynia się do niszczenia tkanek. Założenie to zostało potwierdzone przez pomiar malonodialdehydu, wskaźnika uszkodzenia tkanki podczas stresu oksydacyjnego. W zwykłych pomidorach jego zawartość wzrosła podczas dojrzewania, ale nie w Del / Ros1. W rzeczywistości nie jest to zaskakujące, biorąc pod uwagę, że antocyjany są przeciwutleniaczami.

Jednocześnie pomidory poddano serii eksperymentów, które miały wyjaśnić odporność odmiany Del / Ros1 na grzyby. Botrytis cinereaznany jako szary zgnilizny – wróg dojrzałych warzyw i owoców. Ponownie główna rola w tym została przypisana właściwościom przeciwutleniającym antocyjanów. Uprawa grzyba na agarze z sokiem pomidorowym pokazała, że ​​grzyb nie obawia się samych antocyjanów, ale to ich zwiększona zawartość w owocu decyduje o jego stabilności. Po zainfekowaniu grzybem w tkankach miękkich następuje "wybuch oksydacyjny", któremu towarzyszy jego zniszczenie. Wysoka zdolność przeciwutleniająca fiołkowych pomidorów przyczynia się do lokalizacji tej "eksplozji" i hamuje rozprzestrzenianie się grzyba.

Ryc. 2 Antocyjany w purpurowych pomidorach zapobiegają zmiękczeniu owoców w wyniku nadmiernego dojrzewania i zwiększają odporność na szarej zgnilizny (Botrytis cinerea). Abstrakcja graficzna do omawianego artykułu Aktualna biologia

Aby potwierdzić decydującą rolę antocyjanów w wydłużaniu okresu przydatności do spożycia pomidorów, autorzy selektywnie wyłączali główny gen w biosyntezie antocyjanów z flawonoli – 4-reduktazy dihydroflawonolu (elegancja eksperymentu polegała na tym, że "kontrola" i "doświadczenie" były sektorami tego samego owocu Ryc. 3). Plastry pomidora z wyłączonym enzymem uległy szybkiemu zepsuciu i były o wiele bardziej wrażliwe na zakażenie grzybem.

Ryc. 3 Wirusowe zatrzymanie genów SIDFRkodujący kluczowy enzym w biosyntezie antocyjanów – dihydroflawonolo-4-reduktazy. W rezultacie, w tym samym pomidorze, niektóre obszary wytwarzają antocyjany (ciemne), a niektóre nie (czerwone). Czerwone obszary z wyłączonym enzymem podlegają zakażeniu przez szarą pleśń (po lewej). Skaluj długość paska 2 cm Rysunek z omawianego artykułu w Aktualna biologia

Tak więc, po dokładnym zbadaniu fioletowych pomidorów, autorzy artykułu stwierdzili, że antocyjany nie tylko zwiększają przydatność pomidora – takie owoce są przechowywane dłużej i nie są spleśniałe.Ponadto wykazali, że konsument, oprócz wysokiej zawartości pigmentów, nie powinien spodziewać się niespodzianek: w przeciwnym razie pomidory te są dość zwyczajne. Szkoda tylko, że artykuł nie mówi nic o smaku fioletowych pomidorów. Dlaczego jednak przechowywać pomidory są bez smaku, naukowcy już się zorientowali (patrz: Genetyka dowiedziała się, dlaczego pomidory stały się bez smaku, "Elements", 04.07.2012 i gdzie zniknęły pyszne pomidory, "opcja Troitsky'ego" nr 122 na 12.02.2013) i smak na przykład purpurowa kukurydza znajdowała się na wysokości (patrz: Jak powstał purpurowy popcorn, Biomolecula, 31 marca 2013 r.). Tak więc nowa odmiana jest z pewnością nie tylko zdrowa, ale także smaczna.

Źródło: Yang Zhang, Eugenio Butelli, Rosalba De Stefano, Henk-jan Schoonbeek, Andreas Magusin, Chiara Pagliarani, Nikolaus Wellner, Lionel Hill, Diego Orzaez, Antonio Granell, Jonathan D.G. Jones, Cathie Martin. Anthocyanins Double To Aktualna biologia. 23 maja 2013 r. Doi: 10.1016 / j.cub.2013.04.072.

Zobacz także:
Eugenio Butelli, Lucilla Titta, Marco Giorgio, Hans-Peter Mock, Andrea Matros, Silke Peterek, Elio G. W. M. Schijlen, Robert D. Hall, Arnaud G. Bovy, Jie Luo, Cathie Martin. Ekspresja wybranych czynników transkrypcyjnych // Biotechnologia przyrody. 2008. V. 26. P. 1301-1308. Doi: 10.1038 / nbt.1506.

Daria Spasskaya


Like this post? Please share to your friends:

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: