Израильские ученые создали базу генетических данных помидоров
03.05.2021 13:29Беспрецедентная по своим масштабам база данных поможет исследователям и селекционерам разгадать тайны любимого во всем мире овоща.
Дикие помидоры, произрастающие в Южной Америке, древние родственники современных сортов, несут в себе гены многих желательных свойств - вкуса, аромата, устойчивости к болезням, - которые в некоторых случаях были утрачены в процессе одомашнивания и селекции.
В настоящее время селекционеры изучают возможность повторного внедрения этих утраченных "диких" черт в генотип окультуренных томатов. Им поможет в этой работе огромная база данных, охватывающая генетические и метаболические признаки как диких, так и культурных помидоров, созданной под руководством профессора Асафа Аарони из Научного института им. Вейцмана в сотрудничестве с учеными из Еврейского университета в Иерусалиме и других академических стуктур.
Исследователи использовали почти 600 линий гибридов томатов, названных BIL («обратное скрещивание инбредных линий»), созданных группой профессора Дани Замира из Еврейского университета, для составления базы данных, которую они назвали (разумеется) KILBIL. Каждая линия - помесь диких перуанских томатов Solanum pennellii и обычного культурного сорта Solanum lycopersicum - содержит разные части дикого и культивируемого генома, поэтому, сравнивая геномы разных гибридов и соотнося эти различия с разными качествами помидоров, можно установить, какие именно гены отвечают за конкретные "черты характера". Таким образом, ученые создали исчерпывающий профиль каждой линии, который включает около 11000 генов, списки до 1000 активных ингредиентов, называемых метаболитами, на разных стадиях созревания, а также информацию о чувствительности к грибковым патогенам. Затем исследователи применили вычислительные инструменты, чтобы сопоставить различные части генома томата или даже отдельные гены с вариациями метаболизма растений и другими особенностями.
База данных KILBIL поможет исследователям и селекционерам производить улучшенные сорта томатов. Сами же исследователи Института Вейцмана уже применяют свою базу данных, чтобы разгадать несколько старых загадок так знакомого всем нам овоща. Например, все мы знаем, что зеленые помидоры горькие - в основном потому, что они содержат значительное количество альфа-томатина, токсичного вещества, которое защищает помидоры от бактерий, грибков и травоядных животных до того, как они созреют. По мере созревания томатов альфа-томатин превращается в метаболиты, лишенные горечи, и до сих пор было неясно, как этот процесс координируется со созреванием плода, а также почему токсичный альфа-томатин не вредит самому растению.
Доктор Яна Казачкова, научный сотрудник лаборатории проф. Аарони, ответила на эти вопросы с помощью необычного вида диких томатов, плоды которого остаются горькими даже после созревания. (Помидоры ботанически классифицируются как фрукты, хотя диетологи обычно включают их в число овощей.) Исследователи, обнаружившие эти помидоры в Андах в 1990-х годах, предположили, что они остаются горькими из-за одной или нескольких мутаций в ферментах биосинтеза альфа-томатина.
Казачкова вместе с коллегами сравнила генетический состав горьких помидоров с обычными и свела разницу к одной мутации в гене, который кодирует совсем не фермент, преобразующий горький вкус в сладкий, а белок-переносчик, который переносит вещества внутри клетки. Исследователи назвали его GORKY - «горький». Затем Казачковой нужно было доказать, что мутировавший ген GORKY действительно отвечает за горький вкус этого своеобразного дикого вида томатов. В серии экспериментов она использовала технологию CRISPR, чтобы подавить этот ген в некоторых растениях и вызвать его чрезмерную экспрессию в других, и проанализировала метаболизм мутантных растений с помощью специального масс-спектрометрического оборудования в лаборатории проф. Аарони.
Доктор Казачкова была рада, когда помидоры, у которых был подавлен ген GORKY, действительно оказались... горькими. По ее словам, «это были самые вкусные горькие помидоры, которые я пробовала в своей жизни.»
Оказалось, что когда зеленые помидоры производят альфа-томатин в больших количествах, в основном в кожуре, они удерживают это токсичное вещество в закрытых отсеках, известных как вакуоли, что не позволяет яду повредить само растение. Когда томат созревает, белок GORKY уносит альфа-томатин за пределы вакуолей, позволяя ему путем пяти биохимических реакций превращаться в нетоксичные метаболиты, тем самым делая томат приятным на вкус.
Результаты исследования могут быть использованы для улучшения селекции томатов, и они также открывают подобные направления исследований и других растений в поисках подобных механизмов белков-переносчиков.
Авторы исследования: доктор Саянтан Панда, доктор Шмуэль Буковза, доктор Андрей Вайнер, доктор Илана Рогачев, доктор Юнхуэй Донг, доктор Шифра Бен-Дор и доктор Саймон Михаэли с отделения наук о растениях и окружающей среде Института Вейцмана; Д-р Итай Цемах и профессор Дани Замир из Еврейского университета в Иерусалиме; д-р Доротия Верес, д-р Криста Канструп, д-р Софи Констанц Ламбертц, д-р Кристоф Кроколл и д-р Хусам Хассан Нур-Элдин из Копенгагенского университета; и доктор Янцзе Ху и профессор Элон Шани из Тель-Авивского университета.
Источник: MFA
Фотоиллюстрация: Pixabay
Читайте также:
Израильские ученые используют кишечную палочку для безопасного обнаружения мин
Исследователи из Израиля объявили о прорыве в безопасном обнаружении...Израильские ученые: известное лекарство от холестерина помогает и от COVID-19
Исследование, возглавляемое Еврейским университетом в Иерусалиме,...Исследователи Еврейского университета в Иерусалиме разрабатывают новые методы борьбы с ожирением
Группа исследователей Института исследований лекарственных...Теория Дарвина в действии: морская актиния и ученые Еврейского университета
Исследования показали, что морские анемоны меняют состав своего яда несколько раз в жизни в соответствии...Израильские ученые использовали ГМО для поиска мин
Израильские биологи из Еврейского университета в Иерусалиме нашли новое применение для ГМО.Лента новостей:
ЦАХАЛ сообщил о нанесении серии ударов по объектам «Хизбаллы» в южном Ливане. Видео
В ночь на 2 мая были нанесены авиаудары по нескольких объектам боевиков...Юридический советник дала зеленый свет на закрытие канала Al Jazeera
Юрсоветник правительства Гали Бахарав-Миара дала зеленый свет на рассмотрение вопроса о закрытии каналов Al Jazeera...Нетаниягу: «Международный уголовный суд пытается посадить Израиль на скамью подсудимых»
Израиль ожидает, что лидеры свободного мира будут твердо противостоять...Программа Египта: три этапа, которые сотрут достижения войны
Ливанская газета Al-Akhbar публикует подробности израильского предложения, которое, по ее утверждению,...СМИ: в США арестованы более 1700 протестующих
За две недели в США были задержаны не менее 1700 человек, принимавших участие в антиизраильских...В Варшаве совершена попытка поджога синагоги
В Варшаве в здание синагоги метнули «коктейль Молотова».Wizz Air удалила с сайта рейсы популярных направлений в Грецию из Тель-Авива
Венгерский лоукостер Wizz Air удалил с сайта рейсы, которые планировалось вылететь этим летом из Тель-Авива на Родос,...Президент UCLA обвинил «произраильских подстрекателей» в нападении на лагерь противников Израиля
Столкновения между произраильскими и пропалестинскими активистами в UCLA произошли 1 мая.Трамп отказался от решения о создании двух государств
Дональд Трамп заявил, что изменил свое мнение относительно решения израильско-палестинского конфликта на основе...Сэм Олтман признан самым влиятельным евреем
Глава компании OpenAI, разработавшей ChatGPT, Сэм Олтман, признан самым влиятельным евреем мира по версии израильской газеты...Amazon инвестирует 7,2 млрд долларов в Израиль и запускает облачный сервис AWS
Компания Amazon заявила во вторник, 1 августа, что планирует инвестировать около 7,2 млрд долларов до...Intel инвестирует 25 млрд долл в завод в Израиле
Intel построит новый завод в Израиле стоимостью 25 миллиардов долларов, заявил в воскресенье премьер-министр Биньямин Нетаниягу,...Uber уходит из Израиля
Компания Uber, год назад запустившая сервис по заказу такси в Израиле, покидает израильский рынок.Как репатрианту открыть бизнес в Израиле — советы бухгалтера
Получив гражданство, многие предприимчивые люди не ищут работу,...Рождаемость падает во всем мире, но в Израиле сложилась уникальная ситуация
Исследование: демографическая ситуация в Израиле резко отличается...Система ПВО SPYDER All in One прошла успешные испытания, заявляет Rafael
Конфигурация, получившая название SPYDER All in One, включает в себя...Четвертый ракетный корвет «Саар-6» введен в строй. Видео
Четвертый корвет "Саар-6" введен в строй и готов к выполнению боевых задач в Средиземном море и в Красном море.Начался отбор в научные олимпийские сборные Израиля
Министерство просвещения и Центр ученых будущего начинает процесс формирования нового состава школьных олимпийских научных...Израиль инвестирует миллионы, чтобы помочь ИИ понимать иврит и арабский язык
Израиль инвестирует около 30 миллионов шекелей в улучшение способности ИИ понимать иврит...Погибший в Газе старшина после смерти спас пятерых израильтян
Старшина Сиван Вейль, боец бригады коммандос подразделения «Эгоз», был смертельно ранен...В Израиль прибыла делегация врачей из Украины на стажировку в сфере реабилитации зрения
Вчера, на фоне продолжительной войны на Ближнем Востоке...Вступили в силу две крупные реформы на рынке страхования здоровья
Все, кто приобрел страховой полис на покрытие операций в Израиле начиная...Реформа получения медицинских услуг в Израиле: лечение - в любой больнице
Согласно положениям реформы, каждому пациенту будет предложено...Новый штамм COVID-19 обнаружен в Израиле
Новый штамм произошел от «Омикрона», который привел к повышению уровня заболеваемости...Атака Ирана на Израиль обвалила биткоин
Рынок криптовалют пережил стремительное падение после ударов Ирана по территории Израиля.«Битуах Леуми» обанкротится на восемь лет раньше, чем ожидалось
Ожидается, что «Битуах Леуми» придет к банкротству на восемь лет раньше, чем прогнозировалось...Moody's: рейтинг Израиля понижен до A2, прогноз негативный. Нетаниягу: «Экономика устойчива»
"Понижение рейтинга не связано с экономикой, оно целиком связано с тем, что мы...Банк Израиля понизил учетную ставку на 0,25% до отметки 4,5%
Темпы инфляции продолжают снижаться, и Банк Израиля прогнозирует достижение запланированных правительством...Денег нет: Минфин требует закрытия шести министерств
Ожидается, что в начале следующей недели Министерство финансов выпустит рекомендацию о закрытии шести “избыточных” министерств...Новый израильский сериал о разведке
Новый сериал компании НОТ «Северный ветер» снял Асаф Беренштейн, режиссер первого сезона знаменитой «Фауды», он же написал сценарий...Мисс Ирак пришла на церемонию вручения премии «Оскар» в платье с именами заложниц ХАМАСа
Сара Идан, мисс Ирак-2017, пришла на вечеринку Элтона Джона по случаю...Для «Евровидения» не одобрили вторую песню Израиля
Европейский вещательный союз (EBU), в конце прошлой недели запретивший израильтянке Эден Голан исполнять на «Евровидении»...Песню Голан не одобрили для «Евровидения»
Представители EBU еще накануне заявили, что текст песни «слишком политический» и не отвечает требованиям конкурса.В Иорданской долине пройдет фестиваль «Зеленая долина»
В преддверии весны пустынные ландшафты Иорданской долины превращаются в зеленые цветущие ковры, а захватывающее...Красный упырь жив
Если мы говорим о главной ошибке правых - то это неспособность спасти Израиль от красной чумы....Ничего не изменилось с мракобесных лет Средневековья
В мировом сообществе всегда не было недостатка в людях завистливых,...Мы принесли целое поколение в жертву иллюзии уступок и унижений
Сейчас нам снова надо "перезагружать"...Леволиберальное цунами
Один из главных принципов социализма-хаос, обнищание и, конечно...Принцип ограниченной толерантности
"В последнее время как за границами Западной цивилизации,...В этом году в программе приняло участие 120 врачей, которые, несмотря на ситуацию в сфере безопасности, приехали и остались в Израиле. Среди участников программы в этом году есть несколько семейных пар, приехавших с детьми.