Geltonieji pomidorai jau seniai patraukė tiek daržininkų, tiek pirkėjų dėmesį – jie atrodo gražiai, yra švelnesnio skonio ir dažnai laikomi „dietiškesniais“.
Tačiau už šios neįprastos spalvos slypi subtilus biocheminis sutrikimas.
Šanchajaus Dziaotongo universiteto mokslininkai išsiaiškino, kad vienintelė mutacija gene YFT3 atima iš vaisių raudoną pigmentą – likopiną, kuris suteikia pomidorams sodrią spalvą ir didelę maistinę vertę.
Šis atradimas ne tik paaiškino geltonųjų veislių kilmę, bet ir parodė, kaip vienas genetinis sutrikimas gali paveikti visą augalo medžiagų apykaitos kelią.
Kaip mutacija paverčia raudoną pomidorą geltonu
Pomidorų spalvą lemia karotinoidai – natūralūs pigmentai, susidarantys sudėtingų reakcijų grandinėje.
Jie ne tik suteikia augalams spalvą, bet ir atlieka svarbias funkcijas: saugo ląsteles nuo saulės spinduliuotės, dalyvauja fotosintezėje bei veikia kaip antioksidantai žmogaus organizme.
Pagrindinis jų atstovas – likopinas – ir suteikia prinokusiems vaisiams sodrų raudoną atspalvį.
Tačiau geltonųjų veislių atveju šis procesas sutrinka.
Mokslininkai nustatė, kad gene YFT3, koduojančiame fermentą izopentenildifosfato izomerazę (IDI1), įvyksta taškinė mutacija: 126-oje padėtyje aminorūgštis serinas pakeičiamas argininu.
Iš pirmo žvilgsnio nedidelis pokytis išbalansuoja dvi svarbias molekules – IPP ir DMAPP, kurios dalyvauja karotinoidų sintezėje.
Dėl to fermentas veikia gerokai prasčiau, chomoplastai (organėlės, kuriose kaupiasi pigmentai) formuojasi netaisyklingai, ir vaisiai praranda raudoną spalvą.
Tyrimai parodė: atkūrus normalų YFT3 variantą, pomidorai vėl tampa raudoni.
O išjungus šį geną – vaisiai visada įgauna geltoną atspalvį. Tai vienareikšmiškai įrodo, kad mutacija lemia spalvos pasikeitimą.
Kuo geltoni pomidorai nusileidžia raudoniesiems
Molekuliniu lygmeniu geltonieji pomidorai iš tiesų pralaimi.
Net kai augalas bando kompensuoti pigmento trūkumą aktyvindamas kitus genus, rezultatas menkas – fermentas YFT3 vis tiek neveikia tinkamai.
Dėl to likopino ir kitų karotinoidų kiekis sumažėja kelis kartus, o tai tiesiogiai mažina maistinę vertę.
Likopinas – galingas antioksidantas, padedantis mažinti cholesterolio kiekį, saugantis ląsteles nuo laisvųjų radikalų ir galintis sumažinti širdies bei kraujagyslių ligų riziką.
Jo koncentracija raudonuosiuose pomidoruose – viena didžiausių tarp augalinės kilmės produktų, todėl mitybos specialistai rekomenduoja juos vartoti reguliariai.
Geltonieji pomidorai atrodo patraukliai, tačiau pagal naudingųjų medžiagų kiekį jie artimesni dekoratyvinėms veislėms.
Vis dėlto gebėjimu kovoti su žarnyno infekcijomis geltonieji ir raudonieji pomidorai nesiskiria.
Mutacija taip pat keičia chomoplastų struktūrą – jie tampa mažiau tankūs ir blogiau išlaiko pigmentus.
Dėl to vaisių spalva šviesesnė, o minkštimas – šiek tiek purus. Keičiasi ir skonis: geltonieji pomidorai būna švelnesni, mažiau rūgštūs, bet dažnai neturi to ryškaus „pomidorinio“ aromato, būdingo raudoniesiems.
Ką šis atradimas reiškia selekcijai ir biotechnologijoms
Šanchajaus mokslininkų darbo rezultatai, paskelbti žurnale Horticulture Research, atskleidė genetinį vaisių spalvos pagrindą ir atvėrė kelią tiksliam augalų redagavimui.
Dabar selekcininkai gali reguliuoti vaisių spalvos intensyvumą valydami YFT3 aktyvumą arba su juo susijusius fermentus.
Tai suteikia galimybę kurti ne tik dekoratyvines, bet ir karotinoidų gausesnes veisles.
Tyrimo vadovė dr. Linxia Zhao pažymi, kad Ser126 vieta YFT3 baltyme yra kritiškai svarbi – ji užtikrina magnio jonų prisijungimą, be kurio fermentas praranda gebėjimą katalizuoti reakcijas.
Šio balanso sutrikimas „uždaro“ visą izopreno kelią, kuris yra karotinoidų sintezės pagrindas. Kitaip tariant, viena aminorūgšties klaida keičia ne tik vaisiaus spalvą, bet ir jo cheminę sudėtį.
Šis atradimas suteikia galingą įrankį agrobiotechnologijoms.
Valdant YFT3 aktyvumą galima kurti veisles su norimu atspalviu, skirtingu likopino kiekiu ar net pakoreguotu skoniu.
Be to, tokie tyrimai padės gerinti ir kitas kultūras – paprikas, morkas, kukurūzus ir kt., kur karotinoidai atlieka panašų vaidmenį.
Apibendrinant, geltonieji pomidorai – tai mažos, bet reikšmingos mutacijos rezultatas, atimantis iš vaisių pagrindinį pigmentą. Išoriškai jie gali atrodyti švelnesni ir rafinuoti, tačiau pagal maistinę vertę ir antioksidantų kiekį jie nusileidžia savo raudoniesiems „giminaičiams“.
