In der Vergangenheit haben sich die Züchter voll und ganz auf Größe und Haltbarkeit ihrer Produkte konzentriert. Mit diesem neuen Tool hoffen die Wissenschaftler, dass sich die Züchter auch für Geschmacks- und Krankheitserregerresistenz entscheiden.
PicrylMost-Züchter von verarbeiteten Tomaten bauen ihre Produkte unter Berücksichtigung von Größe und Haltbarkeit an. Die Forscher möchten mit dieser neuen genomischen Ressource auf einfache Weise mehrere zusätzliche Merkmale wie Geschmack und Resistenz gegen Krankheitserreger auswählen.
Seien wir ehrlich: Supermarkttomaten schmecken ziemlich bla. Offensichtlich sind viele Erzeuger mehr daran interessiert, größere Tomaten mit einer längeren Haltbarkeit anzubauen als an den Anbau einer wohlschmeckenden Frucht. Und so ist sein natürlicher Geschmack in Vergessenheit geraten. Das könnte sich jedoch bald ändern: Forscher haben kürzlich das Pan-Genom der Tomate - das gesamte Genom aller Stämme einer Art - in der Hoffnung kartiert, eines ihrer Gene zu identifizieren, um seinen ursprünglichen herben, köstlichen Geschmack wiederherzustellen.
Laut Phys.org haben Wissenschaftler des Boyce Thompson Institute (BTI) und Kollegen von Partnerinstitutionen alle genetischen Daten von 725 Wildtomaten erfolgreich erfasst. Was sie fanden, waren 4.873 neue Gene und eine seltene Version von einem, die diese Frucht hoffentlich wieder zu ihren köstlichen Grundlagen bringen kann.
Die in der Zeitschrift Nature Genetics veröffentlichte Studie konzentriert sich nicht nur auf den Geschmack, sondern auch auf die Nachhaltigkeit. Die Forscher fanden Gene, die die Immunität von Tomaten gegen verschiedene Krankheitserreger stärken könnten. Anstatt Pestizide zum Schutz von Tomaten zu verwenden, könnten sich die Tomaten einfach selbst schützen.
"Das Pan-Genom bietet im Wesentlichen ein Reservoir an zusätzlichen Genen, die im Referenzgenom nicht vorhanden sind", sagte Zhangjun Fei, Mitglied der BTI-Fakultät. "Züchter können das Pan-Genom auf interessierende Gene untersuchen und diese möglicherweise auswählen, wenn sie weiter züchten, um ihre Tomaten zu verbessern."
Das Boyce Thompson Institute / Mike Carroll Zhanghang Fei und James Giovanni stellten fest, dass dasselbe seltene Gen, das zum Geschmack der Tomate beiträgt, auch für ihre Farbe verantwortlich ist.
Die erste Tomatengensequenz wurde 2012 veröffentlicht. Sie kartierte etwa 35.000 Gene und trug wesentlich dazu bei, dass die Landwirte ihre Ernte verbessern konnten. In den letzten Jahren wurden Hunderte weiterer Tomatengenotypen sequenziert.
Diese neue Studie ist jedoch eine historische Premiere, da sie alle diese Genome - plus 166 neue Sequenzen - zusammenfasst, um nach Genen zu suchen, die zuvor im Referenzgenom nicht verfügbar waren.
„Während der Domestizierung und Verbesserung der Tomate konzentrierten sich die Menschen hauptsächlich auf Merkmale, die die Produktion steigern würden, wie Fruchtgröße und Haltbarkeit“, sagte Fei. „Einige Gene, die an anderen wichtigen Merkmalen der Fruchtqualität und der Stresstoleranz beteiligt sind, gingen dabei verloren Prozess."
Vor allem entdeckten die Forscher, dass Gene, die für natürliche Abwehrreaktionen gegen eine Vielzahl von Krankheitserregern verantwortlich sind, im domestizierten Tomatenzüchtungsprozess häufig nicht berücksichtigt wurden. Sie betrachteten sie einfach nicht aktiv als wichtig wie Faktoren im Zusammenhang mit Produktion und Verbraucherattraktivität.
"Diese neuen Gene könnten es Pflanzenzüchtern ermöglichen, Elite-Tomatensorten zu entwickeln, die eine genetische Resistenz gegen Krankheiten aufweisen, gegen die wir derzeit vorgehen, indem wir die Pflanzen mit Pestiziden oder anderen kostenintensiven und umweltschädlichen Maßnahmen behandeln", sagte James Giovanni, USDA-Wissenschaftler und a Mitautor des Papiers.
PixabayDie Tatsache, dass Züchter die Größe vor dem Geschmack priorisierten, erklärt, warum im Laden gekaufte Tomaten weitaus weniger aromatisch sind als ihre Erbstücke.
Das Forschungsteam durchsucht auch das Pan-Genom nach seltenen Genen und Genmutationen, was sie direkt zu TomLoxC geführt hat . Die seltene Version des Gens ist für einen Großteil des beliebten Tomatengeschmacks verantwortlich. Es kommt in 91,2 Prozent der Wildtomaten vor - aber nur in 2,2 Prozent der älteren domestizierten Tomaten.
"Die seltene Version von TomLoxC hat jetzt eine Häufigkeit von 7 Prozent in modernen Tomatensorten, so dass die Züchter eindeutig damit begonnen haben, sich dafür zu entscheiden", sagte Giovanni.
" TomLoxC scheint aufgrund seiner Sequenz an der Herstellung von Verbindungen aus Fetten beteiligt zu sein", sagte er. "Wir haben festgestellt, dass es auch Aromastoffe aus Carotinoiden produziert, die die Pigmente sind, die eine Tomate rot machen."
Pixabay Leider wurde auf die Genselektion, die zu einer natürlichen Abwehr gegen Krankheitserreger führt, zugunsten der Größe verzichtet. Infolgedessen werden Tomaten mit Pestiziden besprüht.
Clifford Weil, der als Programmdirektor des Plant Genome Research Program der US National Science Foundation arbeitet, ist überzeugt, dass diese Forschung die Tomatenwirtschaft ankurbeln und den Gelegenheitskonsumenten stark ansprechen wird.
"Wie oft hört man jemanden sagen, dass Tomaten aus dem Laden einfach nicht ganz ihren Erbstücksorten entsprechen?" Weil fragte. "Diese Studie zeigt, warum dies der Fall sein könnte und zeigt, dass besser schmeckende Tomaten auf dem Rückweg zu sein scheinen."
Bis zu seinem Punkt sind Tomaten eine der beliebtesten Früchte der Welt - 182 Millionen Tonnen im Wert von mehr als 60 Milliarden US-Dollar werden jedes Jahr angebaut. In den Vereinigten Staaten sind Tomaten das am zweithäufigsten konsumierte „Gemüse“, wobei die Amerikaner jedes Jahr durchschnittlich 20 Pfund frische und 73 Pfund verarbeitete Tomaten essen.
Hoffentlich können wir alle eher früher als später den wahren Geschmack von Tomaten probieren - direkt aus dem Supermarkt.