Ученые выяснили, почему крупные помидоры растут на ветке в одиночестве
Биологи раскрыли необычный механизм взаимного действия двух генов "урожайности" томатов, препятствующий росту большого числа крупных помидоров, и научились обходить его, говорится в статье, опубликованной в журнале Cell.
"Может показаться, что большое количество побегов и цветков на каждой ветке должно делать томат более плодовитым, но на самом деле, конечно же, это происходит далеко не всегда. Поддержание столь большого числа плодов 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 плодовитости и вкуса, скрытых в геноме томатов. В декабре 2011 года они обнаружили в их ДНК особый комплекс генов, управляющих появлением новых цветов на кустах помидоров, а в 2013 году – открыли ген sft, модификация которого может повысить урожайность томатов в семь раз.
Экспериментируя с подобными трансгенными помидорами, ученые натолкнулись на необычную комбинацию генов, изучение которой помогло им раскрыть причины одной из главной неудач "зеленой революции" двадцатого века и селекционеров более ранних эпох.
Как рассказывает Липпман, все попытки скрестить "большие" помидоры и их более плодовитых, но мелких кузенов, в прошлом всегда приводили к одному и тому же результату. Получались кусты томатов, похожие на метелку, которые давали в лучшем случае небольшое число мелких плодов. В 1970-х годах селекционеры решили эту проблему, создав сорт помидоров, не имеющий боковых ответвлений вообще, и больше похожий на лозу винограда, чем на куст "обычных" томатов.
Причина этих неудач, как выяснили американские генетики, скрывались в генах j2 и ej2, связанных с высокой урожайностью культурных помидоров. Первый ген известен ученым достаточно давно, и он отвечает за "лозовидную" форму стебля современных томатов, выведенных в 1970 годах, а второй – был связан с размерами и формой листьев у "хвостика" помидора.
Он присутствует в геноме 80% культурных сортов томатов и появился, как считают Липпман и его коллеги, примерно восемь тысяч лет назад, в то время, когда помидоры только начали 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, которые вывели лозовидные томаты в 1970-х годах, сами того не зная, нашли такую комбинацию генов, в которой ej2 был полностью выключенным, что избавило 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 получить гораздо больше помидоров, чем просто при выращивании "лозовидных" томатов.
Руководствуясь этой идеей, ученые модифицировали ДНК помидоров "черри" и других сортов и добились роста 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 проблем, а также скрещивая природные сорта помидор со схожими мутациями в j2 и ej2.
"Наше исследование помогло нам открыть первый пример того, как один из генов урожайности мешает дальнейшему улучшению сортов растения. Это яркий пример так называемого негативного эпистаза – особых "взаимоотношений" двух мутаций, одна из которых появилась давно, а вторая недавно. Обе мутации были полезными в момент их появления, но их сочетание в одном и том же растении приводит к негативным последствиям", — заключает ученый.
https://ria.ru/
Читать полностью: https://www.agroxxi.ru/zhurnal-agroxxi/novosti-nauki/uchenye-vyjasnili-pochemu-krupnye-pomidory-rastut-na-vetke-v-odinochestve.html
Сергей
Степашин
Председатель Попечительского Совета «Союза садоводов России», Председатель попечительского совета публично-правовой компании «Фонд развития территорий», Член Правительственной комиссии по вопросам садоводства и огородничества
Владимир
Шаманов
Заместитель Председателя Попечительского Совета «Союза садоводов России», депутат Госдумы РФ,Герой России,генерал-полковник
Николай
Валуев
спортсмен, депутат Госдумы РФ
Владислав
Третьяк
Трехкратный Олимпийский чемпион, депутат Госдумы РФ
Ирина
Роднина
Трехкратная Олимпийская чемпионка, депутат Госдумы РФ
Вячеслав
Фетисов
Двукратный олимпийский чемпион, депутат Госдумы РФ, первый заместитель председателя комитета ГД по экологии, природным ресурсам и охране окружающей среды
Валентина
Терешкова
первая женщина-космонавт, генерал-майор авиации
Федор
Добронравов
Народный артист России
Виктор
Заварзин
депутат Госдумы РФ
Анатолий
Карпов
международный гроссмейстер