„A hibrid egy természetes, kontrollált kísérletet biztosít számunkra” – mondta Zhangjun Fei. Ha ugyanabban a sejtben az egyik szülőtől származó génváltozat aktívabb, mint a másik, az arra utal, hogy a különbség magában a gén közvetlen környezetében található DNS-ben van kódolva.
A kutatók három különböző termésszövetben vizsgálták a génaktivitást: a termés húsos külső falában, valamint a magokat körülvevő kétféle szövetben is. A méréseket a termés fejlődésének és érésének legfeljebb négy különböző szakaszában végezték el.
A cisz-hatások dominálnak
Fotó: Krzysztof Ziarnek, Kenraiz, Wikimedia commons
Az eredmények szerint mindhárom vizsgált vad faj, valamennyi termésszövet és fejlődési szakasz esetében a cisz-hatások bizonyultak a génaktivitás különbségeinek fontosabb meghatározóinak.
A cisz-változások a vizsgált aktív gének legfeljebb 23,5 százalékát érintették, míg a transz-hatások legfeljebb 4,6 százalékuk működésére voltak hatással.
A termesztett paradicsomhoz genetikailag távolabb álló vad rokonokban nagyjából kétszer annyi szabályozási különbséget találtak, mint a termesztett paradicsomhoz legközelebbi rokon faj, a Solanum pimpinellifolium esetében.
Miért maradnak zöldek egyes paradicsomok?
A genetikai térkép több jól ismert tulajdonság hátterét is segít megmagyarázni.
A zöld termésű vad fajokban a cisz-hatások olyan gének működését erősítik, amelyek a pigmentképződés útvonalát a likopintól eltérő irányba terelik. A likopin adja a termesztett paradicsom jellegzetes vörös színének jelentős részét, ezért ennek az anyagcsereútvonalnak a megváltozása hozzájárul ahhoz, hogy ezek a vad paradicsomok érés után is zöldek maradnak.
A kutatók a cukortartalom különbségeire is találtak genetikai magyarázatot. Két, a cukoranyagcserében részt vevő gén összehangolt szabályozása befolyásolja, hogy mennyi szacharóz marad a termésben. A zöld termésű fajokban a lebontásért felelős gén gátolva van, emiatt a termés több szacharózt tart vissza, és édesebb lesz.
A keserűség eltűnik az érés során
A vizsgálat egy másik érdekes folyamatot is feltárt: a keserű ízért felelős vegyületek, az úgynevezett glikoalkaloidok mennyiségének változását a termés fejlődése során.
A fiatal termésekben a transz-szabályozás segít fenntartani a glikoalkaloidok magas szintjét. Ezek a vegyületek a növény védekezésében játszanak szerepet, és a növényevőkkel szembeni természetes védelmet szolgálják.
Pontosabb nemesítést tehet lehetővé
A vad paradicsomok régóta fontos genetikai erőforrást jelentenek a nemesítők számára, hiszen számos értékes tulajdonságot hordoznak. Ugyanakkor ezeknek a tulajdonságoknak a modern fajtákba történő beemelése nem mindig egyszerű: a kívánatos génváltozatokkal együtt olyan tulajdonságok is bekerülhetnek, amelyek nem előnyösek a termesztés szempontjából.
Az új eredmények ezen változtathatnak. A kutatók olyan konkrét géneket és szabályozási mechanizmusokat azonosítottak, amelyek meghatározott szövetekben és a termés fejlődésének, illetve érésének meghatározott szakaszaiban fejtik ki hatásukat.
A kutatócsoport a vizsgálat során létrehozott adatokat, köztük két újonnan összeállított vadparadicsom-genomot is szabadon hozzáférhetővé tette. Az adatbázis így a világ kutatói és növénynemesítői számára is felhasználható lehet annak feltárására, hogyan lehet a vad paradicsomok értékes tulajdonságait visszavezetni a termesztett fajtákba anélkül, hogy közben azok kedvező termesztési tulajdonságai – például a terméshozam, a termésméret vagy az eltarthatóság – elvesznének.
