Если вас не впечатляет вкус купленных в супермаркете томатов, виновата в этом эстетика. Результаты нового исследования указывают на то, что десятилетия селекции, результатом которой стали красивые равномерно окрашенные плоды, лишили томаты гена, увеличивающего концентрацию сахара в мякоти.

Родиной томатов, в настоящее время выращиваемых практически повсеместно, является Южная Америка. Предназначенные для продажи томаты собирают до достижения зрелости и в течение последних 70 лет селекционеры вывели сорта, плоды которых при достижении нужной кондиции приобретают равномерный светло-зеленый цвет. Это облегчает сбор именно тех плодов, которые к моменту появления на полках супермаркета приобретут равномерную красную окраску. Плоды диких разновидностей, напротив, имеют темно-зеленые пятна, затрудняющие определение оптимального времени сбора урожая. Более того, потребителям неравномерно окрашенные томаты могут показаться менее аппетитными.

Рис. 1. Культурные сорта томатов (снизу слева) перед достижение зрелости приобретают равномерную светло-зеленую окраску, тогда как их дикие родственники (справа сверху) не настолько привлекательны с эстетической точки зрения.

В поисках гена, ответственного за изменение цвета, немецкие ученые из института имени Макса Планка (Потсдам) скрестили дикие томаты с культурными сортами. Путем отбора гибридов с темно-зелеными пятнами на плодах и их обратного скрещивания с культурными сортами они сузили область поиска до определенного региона на хромосоме 10.

После этого, с помощью недавно секвенированной полной последовательности генома томатов, они идентифицировали ген SlGLK2 – фактор транскрипции, регулирующий активацию и блокирование активности других генов.

У диких томатов ген SlGLK2 стимулирует синтез хлоропластов – внутриклеточных структур, внутри которых протекает процесс фотосинтеза. Для связывания энергии солнечного света хлоропласты используют фермент хлорофилл, который и обеспечивает темно-зеленую окраску.

Генетический анализ множества сортов томатов, выращиваемых в промышленных масштабах в разных странах мира, выявил одну и ту же особенность – мутацию, инактивирующую ген SlGLK2. Исследователи считают, что эта мутация могла возникнуть множество раз в результате не связанных друг с другом селекционных процессов.

Однако эта полезная, на первый взгляд, мутация имеет неприятный побочный эффект – она ухудшает вкусовые качества томатов. Дело в том, что хлоропласты используют энергию света для конвертации углекислого газа и воды в углеводы.

Соответственно, меньшее количество хлоропластов означает меньшее содержание сахаров в плодах.

Внедрение интактной версии гена SlGLK2 в геном культурного сорта томатов увеличило содержание глюкозы и фруктозы в плодах примерно на 40%. Одновременно с этим увеличилось также содержание ликопена – очень полезного для здоровья антиоксиданта. Нормативные документы запрещают исследователям пробовать продукты, полученные с помощью методов генной инженерии, поэтому, к сожалению, они не смогли высказать свое личное мнение по поводу вкуса томатов, который должен значительно улучшиться за счет дополнительно содержания углеводов.

Исследователи отмечают, что интактный ген SlGLK2 можно вернуть томатам с помощью традиционных методов селекции.

Однако они не уверены, что это обеспечит появления желаемой сладости у томатов, лежащих на полках супермаркетов. Проблема в том, что до 80% углеводов, содержащихся в плодах томатов, синтезируется в листьях и впоследствии транспортируется в плоды, что практически невозможно из-за практикуемой производителями заготовки урожая до достижения зрелости.