Генетики вырастили помидоры, которые не портятся

Доктор Мели (Vijaykumar S. Meli) и его коллеги из Национального института исследований растительного генома (Нью-Дели, Индия) создали трансгенные помидоры (Pusa ruby), плоды которых хранятся на 30 дней дольше обычного. Как говорит доктор Мели, тем самым они решили основную проблему поставки овощей из развивающихся стран. Ведь обычно из-за размягчения тканей во время сбора и транспортировки теряется до половины урожая.

Можно ли сохранить плоды?

Генетики не первый год пытаются притормозить размягчение тканей у собранных овощей. Несколько лет назад биологи даже получили ГМ-помидоры с подавленной функцией генов, вызывающих деградацию клеточных стенок (предполагалось, что это поможет сохранить овощи свежими). Правда, старение и размягчение плодов у модифицированных растений не остановилось. Поэтому группа доктора Мели наряду с другими продолжила поиски веществ -- размягчителей ткани. И нашла.

Помидоры, которые не портятся

Искомыми веществами оказались представители класса N-гликопротеинов. Впрочем, биохимики знали, что гликопротеины участвуют в процессе созревания плодов, но какие и как -- оставалось непонятным. Доктору Мели удалось обнаружить конкретные вещества – альфа-маннозидаза (α-Man) и β-N-ацетилгексозаминидаза (β -Hex). Затем ученые выделили гены, ответственные за синтез обоих веществ. А уже потом получили трансгены – растения, у которых синтез этих ферментов подавлен.

Внешне трансгенные томаты ничем не отличались от своих обычных «родственников». Правда, их плоды даже на самой начальной стадии созревания были в 2,5 раза тверже, чем у немодифицированных растений, говорят ученые. Зато если обычные томаты сохраняли свои вкусовые качества и оставались свежими в течение 15 дней после сбора урожая, то трансгены хранились значительно дольше – 45 дней.

Ученые, говорят, что высокое содержание этих же ферментов (α-Man и β -Hex) характерно и для других фруктов – например, бананов, папайи, манго. Поэтому, возможно, тем же самым способом можно получить трансгены с подавленной функцией обоих ферментов и для этих растений.

Процесс созревания, или зачем вообще растениям нужны плоды

Созревание плодов у растений – сложный, а главное, очень энергозатратный процесс. Плод можно считать итогом жизни всего растения. Ведь цель растения – дать начало новой жизни. А значит, создать самые благоприятные условия для созревания семян. После оплодотворения внутри завязи формируются семена, а вокруг семян начинает формироваться околоплодник – или перикарпий. Это и есть сочная мякоть плода.

На его формирование растение тратит невероятное количество энергии. С этим связан даже климактерический подъем дыхания. Большая часть энергии, полученной за счет этого процесса, идет на синтез сложных высокомолекулярных соединений – белков, жиров, углеводов. Часто этот вкусный и сочный околоплодник выполняет функцию защиты семян от механических повреждений. Он также не дает семенам прорасти преждевременно.

Сам процесс созревания плода построен так, что в определенный момент синтез веществ, входящих в состав околоплодника, прекращается и начинается обратный процесс – деградация тканей. Они размягчаются, чтобы, в конце концов, выпустить семена на свободу. То есть старение плода и размягчение его тканей – вполне естественный и запрограммированный природой процесс. Правда, такое развитие событий не совсем устраивает человека.

Статью с исследованиями доктора Мели и его коллег Enhancement of fruit shelf life by suppressing N-glycan processing enzymes можно найти в последнем номере журнала PNAS.