Salamon, Antal2021. október 24., vasárnap
Tudomány

Miként öltötte fel mai alakját a paradicsom?

National Geographic Magyarország

Ősei egykor borsószemnyi dél-amerikai bogyók voltak, a növénynemesítők sok évszázadnyi munkájának köszönhetően mára színben, méretben és formában is szinte végtelen sokféleségnek örvend ez a közkedvelt zöldség.

Forrás: Pixabay

Ha Gombóc Artúr csokoládé helyett paradicsomrajongó lett volna, a kedvenceit számba vevő csokoládéfelsorolása ma már ugyanúgy megállná a helyét a paradicsomokra is: piros paradicsom, sárga paradicsom, gömbölyű paradicsom, apró paradicsom, csíkos paradicsom, lugasparadicsom, zöld paradicsom, fekete paradicsom, hosszúkás paradicsom, ökörszív paradicsom, salátaparadicsom, datolyaparadicsom, befőző paradicsom, körteparadicsom… Milyen genetikai változások vezettek el ehhez a sokféleséghez? A Howard Hughes Orvosi Intézet számolt be egy új kutatásról, amelyben az intézet növénygenetikusa, Zachary Lippmann és csapata, egy nagy nemzetközi kutatógárdával a paradicsom mai tulajdonságait meghatározó genetikai változatokat tárta fel. A vizsgálat a legnagyobb és legátfogóbb elemzés, amelyet genetikai növényvariációk terén valaha végeztek, és segítséget adhat mind a paradicsom, mind más növények további javításához.

A Darwin által Galápagoson gyűjtött vad paradicsomfaj herbáriumi példánya.
Forrás: Wikipedia

 

Lippman és kollégái számtalan, eddig rejtett mutációt azonosítottak a galápagosi vad paradicsomtól kezdve a ketchuphoz, paradicsomszószhoz termesztett fajtákig több mint 100 megvizsgált paradicsomfajta körében. A feltárt génvariánsokat a Cell tudományos folyóiratban ismertették a kutatók, és ezek ismeretében a meglévő fajtákat lehet tovább nemesíteni, vagy épp újakat létrehozni. A paradicsomfajtákat viszonylag egyszerű keresztezni, így akár „házilag” is létrehozhat a kísérletező kedvű ember új hibrideket, ám ezekből nem biztos, hogy olyan tulajdonságúak születnek, mint amelyeket szeretnénk. A génváltozatok ismeretében viszont ki lehet választani azokat, amelyekből már a kívánt irány felé haladva lehet tovább hibridizálni a fajtákat. A kutatócsoport most olyan géneket azonosított, amelyek a paradicsomok alapvető tulajdonságait, pl. tömegét, ízét befolyásolják. Bár ezek jelenlétét korábban is sejtették, ahogy Lippman mondta: „egészen eddig nem voltak megfelelő eszközeink az azonosításukra és a hatásuk vizsgálatára.”

Forrás: Pixabay

 

A DNS mutációi meghatározzák a növény fizikai tulajdonságait, és a vizsgálatok során legtöbbször azokat a mutációkat keresik, amelyekben egészen könnyen követhető változás zajlik csak a DNS-t alkotó nukleinsavak körében, például egyetlen adott nukleinsavat egy másik vált fel. Lippman és csapata ennél sokkal nagyobb léptékű változásokat keresett, olyanokat, amelyek során a DNS szerkezetében jelentős különbségek adódnak, például egyes részek megkétszerezése, kiiktatása, vagy hosszabb szakaszok áthelyezése a genom más részére. Az ilyen változásokat strukturális, vagyis szerkezeti változásoknak nevezik, s ezek az egész élővilágban elterjedtek, az ember esetében egyes betegségek is köthetőek hozzájuk. A DNS betűsorrendjének kiolvasása, szekvenálás során azonban nem lehet egyszerre hosszú szakaszokat felderíteni, a technológia korlátai miatt, épp ezért a hasonló, nagyobb léptékű strukturális variációk felismerése is nehézkes. Sejthető volt azonban, hogy a paradicsom komplex tulajdonságaiért ilyen szerkezeti mutációk lehetnek jórészt felelősek, mondta Michael Purugganan, a New York Egyetem rizzsel és datolyával foglalkozó növénygenetikus kutatója, aki a mostani vizsgálatban nem vett részt. „Emiatt is izgalmas annyira Lippmanék tanulmánya, nemcsak rátaláltak ezekre a mutációkra, hanem azt is feltárták, hogy miként működnek a növényekben.”

A kutatók több mint 200 ezer strukturális mutációra bukkantak rá a paradicsomokban az úgynevezett hosszú-read szekvenálás technológiája segítségével, amelynek lényegéről Lippman azt mondta, olyan, mintha egy panorámaablakon át néznénk a DNS hosszú szakaszaira, szemben a hagyományos szekvenálással, ahol csak egy kukucskálón át látunk rá a genom részeire.

A bal oldali paradicsomnak három másolata van a méretet meghatározó DNS-szakaszból, míg a jobb oldalinak csupán egy.
Forrás: Howard Hughes Medical Institute / Alonge et al./Cell 2020

 

A legtöbb azonosított változás nem kódol semmilyen tulajdonságot, hanem, úgy tűnik, azokat a mechanizmusokat befolyásolja, amelyek a gének kifejeződésében, vagyis aktivitásában nyilvánulnak meg. Az egyik ilyen szerkezeti mutációról kiderült, hogy a termés méretét befolyásolja: amely növényből hiányzik, az nem érlel termést, amelynek pedig háromszor is jelen van a genomjában, az 30 százalékkal nagyobbat hoz, mint amelyiknek csak egy másolata van ebből a szakaszból. Lippmanék arra is rádöbbentek, hogy a mai, modern paradicsomok igen fontos érési tulajdonságának kialakulásához négy nagy szerkezeti mutációra is szükség volt. „Egyre közelebb kerülünk a mezőgazdaság azon kívánságának teljesítéséhez, hogy kimondottan az adott tulajdonságra tudjunk növényeket nemesíteni azzal, hogy ismerjük egy-egy gén megváltoztatásának következményeit.” Ezzel pedig a növénynemesítés eredménye megjósolható lesz.

Hozzászólások

Drónok tesztelése

Drónok tesztelése

A kereskedelmi és orvosi drónok közlekedését szabályozó rendszer tesztelése során, Izraelben szusit, fagylaltot és vérkészítményt is szállítottak a levegőben.

Nagyon fiatal exobolygót találtak

Nagyon fiatal exobolygót találtak

Az égitestet Hawaii szigetéről fedezték fel, és nagyjából akkor alakulhatott ki, amikor maga Hawaii kiemelkedett a tengerből.

A klíma végzett a mamutokkal, nem az ember

A klíma végzett a mamutokkal, nem az ember

Az évszázados vita végére tehet pontot az az új kutatási eredmény.

Miért előnyös libasorban úszni?

Miért előnyös libasorban úszni?

A récék, ludak és más vízi madarak fiókái gyakran láthatóak, amint a szülő után, egyenes sorban úsznak. Most feltárták a sorban úszást előnnyé kovácsoló fizikai paramétereket.

Újabb rekorder csiga leírása készül

Újabb rekorder csiga leírása készül

Páll-Gergely Barnával, az ATK Növényvédelmi Intézetének tudományos főmunkatársával beszélgettem, aki az egyik legkisebb csiga felfedezője.

National Geographic 2021. októberi címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

9 995 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlapNational Geographic 2019. márciusi címlapNational Geographic 2019. áprilisi címlapNational Geographic 2019. májusi címlapNational Geographic 2019. júniusi címlapNational Geographic 2019. júliusi címlapNational Geographic 2019. augusztusi címlapNational Geographic 2019. szeptemberi címlapNational Geographic 2019. októberi címlapNational Geographic 2019. novemberi címlapNational Geographic 2019. decemberi címlapNational Geographic 2020. januári címlapNational Geographic 2020. februári címlapNational Geographic 2020. márciusi címlapNational Geographic 2020. áprilisi címlapNational Geographic 2020. májusi címlapNational Geographic 2020. júniusi címlapNational Geographic 2020. júliusi címlapNational Geographic 2020. augusztusi címlapNational Geographic 2020. szeptemberi címlapNational Geographic 2020. októberi címlapNational Geographic 2020. novemberi címlapNational Geographic 2020. decemberi címlapNational Geographic 2021. januári címlapNational Geographic 2021. februári címlapNational Geographic 2021. márciusi címlapNational Geographic 2021. áprilisi címlapNational Geographic 2021. májusi címlapNational Geographic 2021. júniusi címlapNational Geographic 2021. júliusi címlapNational Geographic 2021. augusztusi címlapNational Geographic 2021. szeptemberi címlapNational Geographic 2021. októberi címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket