Mennesker spiser mye tomater - rundt 182 millioner tonn frukt (og ja, de er teknisk sett en frukt) produseres rundt om i verden hvert år. Men variantene som vi kjøper i supermarkedet er beryktet for ikke å smake så bra, på grunn av mange års fnysing fra oppdrettere. Nå som Roni Dengler rapporterer for Discover, har forskere identifisert en smaksmakende genvariant som er fraværende fra de fleste dyrkede tomater, som igjen kan hjelpe dyrkere med å utvikle mer smakfulle varianter i fremtiden.
Funnet stammet fra et bredere prosjekt for å etablere et tomat "pan-genom", som beskriver hele settet med gener for alle medlemmer av en art. Den første tomatgen-sekvensen, avledet fra en moderne variant kjent som Heinz 1706, ble publisert i 2012 og pekte rundt 35 000 gener. Heinz 1706 har siden blitt brukt som et referanseeksempel for andre tomatgenomer, hvor hundrevis av har blitt sekvensert gjennom årene.
For den nye undersøkelsen så forskerne på genetiske data fra 727 dyrkede og nært beslektede ville tomater; 561 av sekvensene hadde tidligere blitt publisert, og forskerne genererte ytterligere 166 sekvenser “for å få bredere regional og global representasjon”, skriver de i Nature Genetics. Teamet var til slutt i stand til å identifisere 4.873 tidligere udokumenterte gener.
"Pangenomet gir egentlig et reservoar av flere gener som ikke er til stede i referansegenomet, " forklarer Zhangjun Fei, studiemedforfatter og plante-pahtolog ved Cornell University.
Det var avl som førte til at disse genene forsvant, da dyrkere fokuserte sin innsats på å velge egenskaper som økt holdbarhet, større utbytte og større størrelser, som er viktige for moderne produksjonsmetoder. Men underveis gikk andre viktige trekk tapt; den nye studien fant at gener involvert i forsvarsrespons på forskjellige patogener var de som oftest manglet fra domestiserte tomater.
Forskerne identifiserte også en sjelden allel, eller en variant, av et gen som heter TomLoxC, som sannsynligvis vil være av spesiell interesse for oppdrettere som håper å styrke smaken på avlingene deres. "Genet påvirker fruktsmak ved å katalysere biosyntesen til et antall lipid-involverte flyktige stoffer - forbindelser som fordamper lett og bidrar til aroma, " sier studieforfatter James Giovannoni, molekylærbiolog ved Cornell og USDA-forsker. Gjennom sin undersøkelse oppdaget forskerne også at TomLoxC letter produksjonen av en gruppe organiske forbindelser som kalles apokarotenoider, som har et antall fruktige og blomsterlukt som påvirker tomatsmak.
Rundt 90 prosent av ville tomater hadde denne sjeldne versjonen av TomLoxC - men bare to prosent av eldre tamme tomater gjorde det. Allelen ser imidlertid ut til å gjøre comeback; forskerne fant det i syv prosent av moderne tomatvarianter. "[C] lærly oppdretterne har begynt å velge det, sannsynligvis ettersom de har fokusert mer på smak de siste tiårene, " sier Giovannoni.
Det nye panegenomet gir til slutt oppdrettere muligheten til å lete etter andre gener som de kanskje ønsker å selge opp for fremover - noe som igjen kan føre til et mer robust utvalg av smakfulle tomater som lander i supermarkedshyllene.
"Hvor mange ganger hører du noen si at tomater fra butikken bare ikke helt måler seg med arvestykke?" Spurte Clifford Weil, programleder for National Science Foundation's Plant Genome Research Program, som støttet forskningen. "Denne undersøkelsen viser hvorfor det kan være tilfelle, og viser at bedre smaker av tomater ser ut til å være på vei tilbake."
