Современные помидоры очень отличаются от своих диких предков

Современные помидоры очень отличаются от своих диких предков Предки томатов выглядели совсем иначе. Фоксис Форест Производство / Shutterstock

Большая идея: Путь помидора от дикого растения до домашнего скота намного сложнее, чем думали исследователи. В течение многих лет ученые считали, что люди одомашнили помидор в два основных этапа. Во-первых, местные жители Южной Америки выращивали дикие помидоры размером с чернику около 7,000 лет назад, чтобы вырастить растение с фруктами размером с вишню. Позже люди в Мезоамерики продолжили эту промежуточную группу, чтобы сформировать большие культивируемые помидоры, которые мы едим сегодня.

Но в недавнем исследовании мы показали, что помидор размером с вишню, вероятно, возникла в Эквадоре около 80,000 лет назад, Ни одна человеческая группа не была одомашнивавшим растения так давно, так что это означает, что она начиналась как дикий вид, хотя люди в Перу и Эквадоре, вероятно, выращивали ее позже.

Мы также обнаружили, что две подгруппы из этой промежуточной группы распространяются на север, в Центральную Америку и Мексику, возможно, в качестве слабых компаньонов для других культур. Когда это произошло, их фруктовые черты радикально изменились. Они стали больше похожи на дикие растения с меньшими плодами, чем их южноамериканские коллеги, и с более высоким уровнем лимонной кислоты и бета-каротина.

Мы были удивлены, обнаружив, что современные культивируемые помидоры, по-видимому, наиболее тесно связаны с этой группой дикорастущих томатов, которая все еще встречается в Мексике, хотя фермеры намеренно не выращивают ее.

Современные помидоры очень отличаются от своих диких предков Средний размер плодов в культивируемом томате по сравнению с его полусомашенными и полностью дикими сородичами. Хамид Разифард, CC BY-ND

Почему это важно: Это исследование имеет прямые последствия для улучшения урожая. Например, некоторые промежуточные группы томатов имеют высокий уровень глюкозы, что делает фрукт более сладким. Заводчики могли бы использовать эти растения, чтобы сделать выращенные томаты более привлекательными для потребителей.

Мы также видели сигналы о том, что некоторые сорта в этой промежуточной группе имели признаки, способствующие устойчивости к болезням и устойчивости к засухе. Эти растения могут быть использованы для выращивания более твердых помидоров.

Что еще не известно: Мы не знаем, как промежуточная группа томатов распространилась из Южной Америки в Центральную Америку и Мексику. Птицы, возможно, съели фрукты и израсходовали семена в другом месте, или люди, возможно, выращивали или продавали их.

Другой вопрос, почему эта промежуточная группа «регрессировала» и потеряла так много черт одомашнивания, когда она распространилась на север. Естественный отбор в новых северных местах обитания, возможно, активно отдавал предпочтение помидорам с более дикими чертами. Также может случиться так, что люди не разводят эти растения и не выбирают такие признаки одомашнивания, как крупные плоды, которые могут потребовать от растений использовать больше энергии, чем они могли бы использовать для плодоношения естественным путем.

Как мы выполняем нашу работу: We восстановить историю томатов by секвенирование геномов диких, промежуточных и одомашненных сортов томатов. Мы также проводим популяционный геномный анализ, в котором мы используем модели и статистику, чтобы вывести изменения, произошедшие с томатами с течением времени.

Эта работа включает в себя написание большого количества компьютерных кодов для анализа больших объемов данных и анализа закономерностей изменения последовательностей ДНК. Мы также работаем с другими учеными, чтобы вырастить образцы томатов и записать данные по многим признакам, таким как размер фруктов, содержание сахара, содержание кислоты и вкусовые соединения.

Что еще происходит на поле: Кормление растущей человеческой популяции потребует улучшения урожайности и качества. Для этого ученым необходимо больше узнать о растительных генах, которые участвуют в таких явлениях, как развитие плодов, их вкус и устойчивость к болезням.

Например, исследование под руководством Захари Липпман на Лаборатория Cold Spring Harbor в Нью-Йорке использует редактирование генома для манипулирования признаками, которые могут помочь повысить урожайность томатов. Путем подбора генов, присущих двум популярным сортам растений томата, они разработали быстрый метод, чтобы растения могли цвести и быстрее получать спелые плоды. Это означает больше посадок за вегетацию, что увеличивает урожайность. Это также означает, что растение можно выращивать в широтах севернее, чем это возможно в настоящее время - это важный атрибут, поскольку климат Земли нагревается.

Генное редактирование произвело помидоры, которые цветут и созревают неделями ранее.

Что дальше для вас: Наше исследование предоставляет атлас кандидатов для будущих исследований функции томатных генов. Теперь мы можем определить, какие гены были важны на каждом этапе истории одомашнивания, и выяснить, что они делают. Мы также можем искать полезные аллели или варианты специфических генов, которые могли быть потеряны или уменьшены в результате одомашнивания томата. Мы хотим выяснить, могут ли некоторые из этих потерянных вариантов быть использованы для улучшения роста и желательных свойств у культивируемых томатов.

Об авторе

Хамид Разифард, доктор наук по биологии, Университета штата Массачусетс Амхерст и Ана Кайседо, доцент биологии, Университета штата Массачусетс Амхерст

Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.

books_food

Следуйте за InnerSelf

facebook-значокTwitter-значокНовости-значок

Получить последнее по электронной почте

{Emailcloak = выкл}