Томаты являются одной из самых популярных и широко потребляемых овощных культур в мире. Однако в процессе одомашнивания и селекции, направленной на повышение урожайности и устойчивости, многие современные коммерческие сорта утратили свой насыщенный аромат, который был свойственен их диким предкам. Эта «ароматическая недостаточность» стала серьезной проблемой, поскольку запах является ключевым фактором, влияющим на восприятие вкуса и потребительские предпочтения.
В поисках решения ученые обратили внимание на ароматный рис, чей привлекательный запах обусловлен летучим соединением 2-ацетил-1-пирролин (2-АП), напоминающим аромат попкорна. У риса этот запах появляется из-за естественных мутаций в гене BADH2. Исследователи предположили, что подобного эффекта можно добиться и у томатов, если целенаправленно «отключить» аналогичные гены.
Совместная команда ученых из Китая и Австралии использовала передовую технологию генного редактирования CRISPR/Cas9 для внесения точечных изменений в геном популярного сорта томатов «Алиса Крейг». Их целью стали два гена, SlBADH1 и SlBADH2, которые являются аналогами «ароматного» гена риса. Исследователи создали несколько линий растений: с одним измененным геном и с двумя одновременно.
Результаты превзошли все ожидания. Анализ показал, что в плодах и листьях генно-модифицированных томатов начал накапливаться тот самый 2-АП с запахом попкорна. Наиболее яркий аромат проявился у растений, в которых были изменены оба гена – концентрация пахучего вещества в них оказалась в четыре раза выше, чем у томатов с одним модифицированным геном. Это открытие подтвердило, что оба гена участвуют в контроле аромата.
Самое важное, что революционное изменение никак не повлияло на ключевые агрономические характеристики. Модифицированные томаты не отличались от обычных ни по времени цветения, ни по высоте растений, ни по весу плодов. Более того, их биохимический состав, включая содержание сахаров, органических кислот и витамина С, остался на прежнем уровне. Ученым удалось развеять миф о том, что улучшение вкуса и аромата неизбежно ведет к потере урожайности.
Это исследование открывает новую главу в селекции томатов. Технология CRISPR/Cas9 позволяет вернуть утраченные ароматические ноты в коммерческие сорта, которые мы видим на полках магазинов. Подобный подход может быть применен и для других сельскохозяйственных культур, чтобы улучшить их вкус, питательную ценность и устойчивость к стрессовым факторам. Создание томатов с ароматом попкорна – это знаковый прорыв, который обещает сделать нашу еду не только урожайной, но и по-настоящему вкусной и ароматной.