Исследователи из Китая и Австралии представили первый в мире образец томата, который по запаху напоминает свежевылупившийся попкорн. Разработка стала возможной благодаря технологии генного редактирования CRISPR/Cas9, с помощью которой учёные целенаправленно отключили два гена, отвечающих за распад ароматических молекул в плодах. Результат опубликован в рецензируемом научном журнале Journal of Integrative Agriculture и, по оценкам авторов, открывает принципиально новый путь к обогащению вкусовых и ароматических качеств овощных культур без потери урожайности.

Почему современные помидоры почти не пахнут

Помидор (Solanum lycopersicum) остаётся одним из наиболее выращиваемых и потребляемых овощей в мире. Однако на протяжении последних десятилетий селекционная работа была сфокусирована преимущественно на повышении урожайности, устойчивости к болезням и стандартизации внешнего вида плодов. В результате естественный ароматический потенциал томатов заметно снизился: современные гибриды уступают по насыщенности запаха старым сортам, которые ещё недавно выращивались в домашних огородах. Именно эту проблему решили взять на вооружение учёные из Сяньхуской лаборатории (Китай) и их австралийские коллеги.

Молекула 2-ацетил-1-пирролин и гены-«тормоза»

Ключом к успеху стала молекула 2-ацетил-1-пирролина (2-АП) — соединение, которое придаёт характерный аромат попкорна и ароматическому рису. Учёные проанализировали геном томата и выявили два гена, SlBADH1 и SlBADH2, продукты которых участвуют в метаболизме 2-АП. По сути, эти гены работают как «тормоза», ограничивая накопление ароматической молекулы в плодах. С помощью CRISPR/Cas9 исследователи отключили оба гена в сорте томатов Alice Craig и оценили результат как по отдельности, так и в совокупности.

Четырёхкратное усиление аромата без потери урожайности

Эксперименты показали, что мутация в гене SlBADH2 сама по себе значительно увеличила содержание 2-АП в плодах. Однако наиболее впечатляющий результат был достигнут при одновременном отключении обоих генов: количество ароматической молекулы выросло более чем в четыре раза по сравнению с контрольными растениями. Это свидетельствует о наличии взаимодействия между SlBADH1 и SlBADH2 в регуляции ароматического профиля томата. При этом генетические изменения не оказали негативного влияния на основные агрономические показатели: сроки цветения, высота растения, масса плодов, содержание растворимых сахаров, органических кислот и витамина С остались в пределах нормы.

От лаборатории к коммерческим сортам

Профессор Шеньчунь Сюй, руководитель исследования в Сяньхуской лаборатории, подчеркнул, что текущий результат является важным шагом на пути к созданию томатов с усиленным ароматом без снижения продуктивности. По словам соавтора работы, доцента Пэн Чжэна, в настоящее время продолжаются работы по переносу ароматического свойства на коммерческие сорта томатов. Специалисты сравнивают этот подход с опытом создания сортов ароматного риса, где аналогичная молекула 2-АП стала основой целого направления селекции. Учёные рассчитывают, что в перспективе потребители смогут выбирать овощи с уникальным запахом и вкусом, а рыночная стоимость таких продуктов будет выше за счёт повышенной привлекательности для покупателя.

Перспективы и ограничения технологии

Несмотря на впечатляющие лабораторные результаты, путь от экспериментального образца до массового продукта остаётся непростым. Помидоры с ароматом попкорна могут не понравиться всем потребителям, а регуляторные требования к генно-модифицированным продуктам различаются в разных странах. Тем не менее, как отмечают авторы исследования, технология CRISPR/Cas9 позволяет точечно корректировать ароматический профиль без введения чужеродных генов, что упрощает процедуру одобрения в ряде юрисдикций. В долгосрочной перспективе подобные подходы могут быть распространены на другие овощные культуры — от перцев до огурцов, — создавая новое поколение продуктов с обогащённым вкусовым профилем.