Proč rajčata ztratila chuť?

Už se stalo běžné nadávat rajčatům koupeným v obchodě pro jejich nedostatek chuti a vůně. Říká se jim “plast”, “karton” a “tráva-tráva”. Existuje mnoho verzí vysvětlujících tuto skutečnost. Někdo mluví o genetické modifikaci, jiný o technologii hydroponického pěstování. Pojďme přijít na to, proč se rajčata z obchodu tak liší od těch, které jsme jedli jako děti.

Hydroponie za to nemůže

Nejprve zničme mýtus, že za chuť může hydroponie. Rostliny pěstované hydroponicky jsou nejskutečnější, nejpřirozenější a nejorganičtější. Ve složení živných roztoků, které jsou přiváděny ke kořenům rostlin, není nic neobvyklého, neexistují žádné mýtické steroidy nebo tajné přísady při použití hydroponie. Odborníci potvrzují, že chuť zeleniny pěstované pomocí hydroponie nelze odlišit od té běžné.

Největší problém rajčat je dozrávání?

Příroda zajišťuje, že současně se zráním, červenáním a tvorbou látek odpovědných za chuť a vůni se rajčata začínají zhoršovat. K tomu dochází v důsledku syntézy enzymu, který ničí pektin, což vede ke změkčení a ztrátě tvaru ovoce. V přírodě to rostlina potřebuje k rozptýlení semen. Ovoce měkne, vytváří vynikající prostředí pro mikroorganismy, praská a ztrácí svou prezentaci. Je nemožné oddělit procesy zrání a kažení.

Možná jste si všimli, že rajčata nerovnoměrně zbarvená, se zelenými plochami kolem stopky, chutnají lépe. Taková „ošklivá“ rajčata se však příliš rychle kazí, a proto není výhodné je prodávat v obchodě.

Odkud se v obchodech berou krásná rajčata?

Fotosyntézu u rajčat regulují dva geny – GLK1 a GLK2. Jejich funkce se částečně doplňují a selhání některé z nich nevede k poruchám fyziologie rostliny. Oba geny jsou aktivní v listech. Ve zrajícím ovoci je pouze GLK2. Jeho práce v oblasti stopky je vyšší, což vede k nerovnoměrnému zrání, kdy polovina plodů je již červená a část je stále zelená.

Po mnoho let bylo úsilí chovatelů po celém světě zaměřeno na vývoj „krásných“ odrůd rajčat, jejichž plody jsou rovnoměrně zbarvené, a proto se skladují déle, aniž by ztratily svůj tvar. A pak jednoho dne, během selekce (všimněte si, že genetické modifikace s tím neměly nic společného), gen GLK2 „zlomil“. To určili biologové z USA a Španělska rozluštěním genetického základu takových rajčat.

U rostlin s poškozeným GLK2 mají nezralé plody jednotnou světle zelenou barvu a také jednotně červenají. Zároveň se v nich vlivem snížené úrovně fotosyntézy tvoří méně cukrů a dalších rozpustných látek, což rajče zbavuje chuti a vůně.

Kupující podpořili chovatele

Nezralé plody rajčat s nefunkčním genem GLK2 mají jednotnou světle zelenou barvu a barvu rovnoměrně, déle si zachovávají prodejný vzhled a krásné odrůdy s tímto znakem rychle ovládly regály i pole. A my jako kupující jsme takové odrůdy podpořili peněženkou a dali přednost krásným odrůdám před nevzhlednými. Ale zároveň se v plodech takových rajčat zastavila fotosyntéza, obsahovaly méně cukrů a aromatických látek: rajčata ztratila svou skutečnou chuť.

Genetické inženýrství může opravit rajčata

Nyní je známo, že skupina vědců z několika univerzit – americké, španělské a argentinské – „přidala“ do genomu rajčat pracovní verzi genu GLK2 a „zapnula“ ji. Výsledky byly úspěšné: nová rajčata chutnala lépe a jednotnost barvy zůstala zachována.

Ironií je, že genetické inženýrství, které neprávem obviňujeme ze špatné chuti rajčat, dokázalo napravit a zlepšit to, co šlechtitelé rostlin pokazili.

Možná někdy, až lidstvo pochopí svůj postoj ke genetickým technologiím, budeme moci v obchodech vidět lahodná rajčata. Ale otázka bezpečnosti takových technologií není předmětem tohoto článku.

Přihlaste se k odběru našeho bezplatného e-mailového zpravodaje. V týdenních vydáních najdete:

• Nejlepší nový obsah webu
• Populární články a diskuze
• Zajímavá témata fóra

Náš chat v telegramu

Komunikace v reálném čase v našem telegramovém chatu. Podělte se o své objevy se začátečníky i profesionály. Ukažte obrázky svých rostlin. Zeptejte se zkušených zahradníků!

Máte otázky? Zeptejte se jich na našem fóru. Získejte aktuální doporučení a tipy od ostatních čtenářů a našich autorů. Podělte se o své úspěchy a neúspěchy. Zveřejněte fotografie neznámých rostlin pro identifikaci.

Zveme vás do našich skupin na sociálních sítích. Komentujte a sdílejte užitečné tipy!

• Top publikace
• Nové a zajímavé odrůdy
• Krásná krajinná řešení

„Naše rajčata chutnají jako plast po celý rok,“ stěžuje si obyvatelka ženského fóra. Aktivní účastník fóra amatérských agronomů si stěžuje na holandskou odrůdu rajčat „Lojane“: „Cihla, ne rajče“. Zdá se, že neexistuje žádný směrodatný konsenzus o tom, jaká rajčata hledat na trzích a v regálech obchodů nebo jaké odrůdy zasadit na své pozemky. Také redakce N+1 věří, že nákup šťavnatého, chutného a aromatického rajčete je nebývalý úspěch. Ztrátě vůně a chuti rajčat rozumíme čtením vědeckých periodik.

Rozhořčení spotřebitelů nelze přičítat žádným psychologickým efektům a kognitivním zkreslením ze série „předtím to bylo lepší“: vědci potvrzují, že rajčata už nejsou to, co byla dříve.

Na konci 90. let norští marketéři vybrali všechny odrůdy a odrůdy rajčat, které našli v supermarketech, a poté s pomocí dobrovolných degustátorů hodnotili jejich chuť (takové studie se nazývají senzorické studie). Spotřebitelé si oblíbili ty odrůdy, které obsahovaly hodně cukrů. V další fázi vědci analyzovali poptávku a zjistili, že lidé dávají přednost pevnému ovoci – jehož chuť je daleko od toho, co degustátoři zvolili v první studii. Takové ovoce se dobře hodí k plnění, nakládání a jinému zpracování.

Vědci poté navrhli, aby výrobci rajčat a obchodní řetězce označovali své produkty tak, aby spotřebitelé věděli, zda kupují pevné nebo sladké. V důsledku tohoto experimentu se spotřeba rajčat v Norsku zvýšila z přibližně pěti na 15–20 kilogramů na hlavu za rok – ukázalo se, že spotřebitelé prostě nedokázali zjistit, které ovoce je chutné.

Rajče pochází z Latinské Ameriky. Do Evropy jej přivezli Španělé v 16. století. Slovo „rajče“ pochází z „tomatl“, které Aztékové používali k označení rostliny i jejích plodů.

Původ ruského slova „rajče“ má několik verzí. Podle jednoho z nich toto jméno pochází z italského „pomo d’oro“, což znamená „zlaté jablko“. Další odkazuje na francouzské „pomme d’amour“ (jablko lásky), které odkazuje na pověst rajčat jako afrodiziaka v době baroka. V Rusku se až do 18. století s rajčaty zacházelo opatrně: jejich listy byly příliš podobné jedovaté belladoně, evropskému zástupci stejné rodiny lilek, které se lidově říkalo ospalá strnulost.

Obrázek rajčete Solanum lycopersicum z botanické práce z počátku 19. století od JT Descourtilze

Kam se poděla chuť a vůně?

Příklad norské reformy ale neodpovídá na otázku, proč rajčata ztratila chuť. Toho se v polovině roku 2010 ujal velký mezinárodní tým, který zahrnoval vědecké skupiny z Číny, USA, Španělska a Izraele. Design jejich studie připomínal scénář televizního pořadu „Test Purchase“: veřejná ochutnávka, laboratorní testy, porovnávání dat.

Vědci vybrali 160 běžných odrůd – staré i ty, které nedávno vyšlechtili šlechtitelé rostlin – a dali je ochutnat 101 subjektům. Poté rozšířili počet analyzovaných odrůd na 398, přičemž vzali data z předchozích studií. Poslední vzorek obsahovala „reliktní“ rajčata (tzv. heirloom plants: zelenina a ovoce, které se pěstují tradičně, nikoli průmyslově, množí se opylováním atd. – cca. N+1), stejně jako divoká rajčata a jejich nejbližší nekultivovaní příbuzní.

Další část týmu se v této době zabývala chemickým rozborem plodů. Identifikovali více než 400 organických sloučenin zahrnutých v jejich složení a měřili koncentrace každé z nich v každé studované odrůdě.

Dále začali hledat korelace mezi koncentracemi sloučenin v rajčatech a tím, jak ochutnávači hodnotili jejich chuť. Ukázalo se, že 33 molekul souvisí s hodnocením chuti rajčat, 37 s vůní a dalších 28 látek je spojeno s chutí i vůní. Mezi zvláště významné látky patřily glukóza, fruktóza, rozpustné vlákninové složky, kyselina citrónová a jablečná, geranylacetát, sulcaton (6-methyl-5-hepten-2-on) a guajakol (aromatická látka ze třídy fenolů s „ kouřový“ zápach, například kořeněný rum). Navíc se ukázalo, že jejich koncentrace ve starých sbírkových odrůdách jsou výrazně vyšší než v moderních.

Zdá se, že sulcatone ovlivňuje nejen lásku lidí k rajčatům, ale také lásku komárů k lidem. Když se vědci pokusili odhalit rozdíly v genomech komárů, kteří koušou a těch, kteří nekoušou člověka, bylo identifikováno 14 genů, z nichž klíčový byl gen čichového receptoru Or4. Tento typ receptoru nejvíce reaguje na sulcaton. Pravda, dělejte komáry s receptory Or4 Vědcům se nepodařilo přimět morčata nastříkaná sulcatonem, aby si je zamilovala.

V další fázi začali vědci hledat geny zodpovědné za produkci chutných a zapáchajících molekul. Nejprve provedli úplné sekvenování genomu odrůd – to znamená, že spočítali všechny genetické informace. Poté byly pomocí celogenomového asociačního vyhledávání identifikovány specifické genetické sekvence spojené s těmito molekulami a jejich pozice v genomu. Ukázalo se, že geny 13 hledaných látek prostě chyběly u těch moderních odrůd, jejichž kvality byly hodnoceny nízká podle degustátorů. Některé z dalších genů důležitých pro chuť a čich v nich byly stále přítomny, ale ne ve stejných lokusech (nikoli na stejných místech) jako u atraktivnějších sbírkových odrůd. Čili chuť je ovlivněna nejen přítomností genů, ale také jejich pozicí v genomu.

Jak se to stalo

„Rajčata jsou plastová kvůli genetické modifikaci,“ píše obyvatel IT fóra pod přezdívkou Kurzweil. Má částečně pravdu: autoři výše popsané studie zdůrazňují, že rajčata ztratila chuť ne náhodou, ale díky selekci, která je ve skutečnosti také genetickou modifikací. Pouze bez jakékoli manipulace s genomem pomocí molekulárních nástrojů, které jsme ovládali začátkem 21. století.

Chovatelé si přirozeně nekladli za cíl vyrábět rajčata bez chuti. Jen měli jiné priority: vysoké výnosy, odolnost vůči chladu a suchu. Nebo logistické „ctnosti“ obecně: dlouhá trvanlivost a ovoce, které se snadněji přepravuje.

„Po druhé světové válce se společnosti vyrábějící osiva jednoduše bály, jak nakrmit co nejvíce lidí,“ řekl Antonio Granell, profesor z Institutu molekulární a buněčné biologie ve Valencii, v komentáři pro The Guardian.

Ve druhé polovině 20. století si farmáři uvědomili, že komerční úspěch zeleniny a ovoce je ovlivněn jejich krásou – a začali úzce spolupracovat na tom, aby vypadaly symetricky, atraktivně a dobře si zachovaly svůj tvar. Zároveň si ale také potřebovaly zachovat svou „přepravitelnost“, která je u nezralých plodů mnohem vyšší. Rajčata tak ztratila vůni a chuť jen proto, že upadla mimo pozornost výrobních společností. Supermarkety jsou plné odrůd, které vydrží dlouhodobou přepravu a přitom vypadají lahodně. Jinými slovy, selekce byla zaměřena na to, aby plody zčervenaly dříve, než skutečně dozrají.

Takové odrůdy byly získány opět jako výsledek desetiletí selekce. Nyní byla selekce – velmi hrubá metoda zasahování do genomu – nahrazena mnohem přesnějšími metodami. S jejich pomocí bylo možné získat ovoce téměř jakékoli kvality, aniž byste ztratili ostatní.

Například čínští a španělští biologové identifikovali molekulární mechanismus zrání ovoce. Ukázalo se, že všechny chutné a zapáchající látky, stejně jako červené pigmenty, vznikají v důsledku kaskády biochemických reakcí v plastidech fetálních buněk. Tato kaskáda se nazývá chloroplast-associated protein degradation (CHLORAD). Jednou z klíčových reakcí této kaskády je ubikvitinace chloroplastových a chromoplastových proteinů a proteazomových proteinů pomocí enzymu E3 ubikvitin ligázy (verze SP1 nebo její homolog SPL2).

Proč musí ovoce dozrát?

Všechny velké a masité plody jsou určeny k tomu, aby je snědlo nějaké zvíře. Při trávení toto zvíře odejde, uteče nebo dokonce odletí někam daleko od mateřské rostliny a semena pak vypustí do přírody s exkrementy. Zatímco plody jsou nezralé, semena ještě nejsou na takové dobrodružství připravena: nemusí mít vytvořené dostatečně pevné obaly, dostatečný přísun živin pro začátek nebo se embryo nemusí plně vyvinout. Nezralé plody jsou proto bez chuti, neatraktivní, nebo dokonce jedovaté. Když jsou semena hotová, rostlina přitahuje pozornost potenciálních spojenců všemi možnými způsoby: svou jasnou barvou, lahodnou vůní, šťavnatou a chutnou dužinou – nebo vše najednou.

Když rajčata dozrávají, jejich malé zelené plody zčervenají a zvětší se, stanou se šťavnatými, sladkými, aromatickými – a přesto měkkými. Zapnutí „genů dozrávání“ a vypnutí genů „nezralosti“ v rajčatech, stejně jako u většiny ostatních rostlin, je způsobeno hlavně ethylenem (takže někdy před uvedením rajčat, která ještě nejsou zralá na pult, se zalijí ethylenem, aby jsou hnědé). Geny syntézy ethylenu (např. ACO1, ACS2, ACS4, NR) se opět aktivují v ovoci během dozrávání a ethylen pak působí jako transkripční faktor pro další „zrající“ geny a celý systém se roztočí jako setrvačník E3 ubiquitin ligázy tyto procesy řídí. Vážou se na chloroplastové proteiny (které jsou spojeny se zelenou barvou plodů), čímž urychlují jejich přeměnu na chromoplasty (s narůstajícím počtem, které ovoce „plní“ barvou). Ligázy podporují transformaci buněčných stěn a spouštějí expresi genů, které jsou „spící“ v zelených plodech. Roztáčejí také setrvačník syntézy etylenu. Tyto enzymy tedy přímo či nepřímo regulují všechny aspekty zrání ovoce: načervenalost, měknutí a vzhled atraktivní chuti a vůně. Pokud tedy přinutíte číst gen kódující SP1 ligázu častěji, povede to ke zvýšení počtu těchto enzymů – a ovoce rychleji dozraje. Potlačení genů pro syntézu SP1 a SPL2 prodlužuje proces zrání v průběhu času. I když v tomto případě ovoce samo o sobě neztratí chuť, vůni a barvu zralého ovoce – to znamená, že bude možné poslat ještě nezralé ovoce na dlouhou cestu tak, aby „přišlo“ právě včas aby to skončilo na pultě.

To znamená, že pokud ovládáte tyto molekulární mechanismy, můžete produkovat rajčata, která jsou jak pohodlná pro ty, kdo je prodávají, tak chutná – tedy atraktivní pro kupující.

Porovnání toho, jak dozrávají: (WT) kontrolní rajčata, (slSP1-KD) rajčata s vypnutým genem pro syntézu E3 SP1 ubikvitin ligázy, (slSP1-OX) rajčata se zvýšenou transkripcí E3 SP1, (slSPL2-KD) syntéza varianty SPL2 gen je vypnutý. Vypnutí genů ubikvitin ligázy prodlužuje všechny aspekty zrání ovoce a jejich nadměrná exprese se urychluje / Qihua Ling et al. / Rostliny v přírodě, 2021

Vraťme rajčatům jejich bývalou slávu

Před dvěma lety se jiný mezinárodní tým, jehož součástí byli někteří autoři studie o souvislosti mezi chutí rajčat a koncentrací specifických sloučenin v nich, zaměřil spíše na geny než na kaskády biochemických reakcí. Pomocí genetických sekvenčních dat ze 725 různých odrůd rajčat a nejbližších příbuzných sestavili referenční „pangenom“, který zahrnoval všechny možné kódující sekvence.

Pomocí algoritmu pro výpočet variační analýzy přítomnosti a nepřítomnosti vědci zjistili, že moderní rajčata ztratila během domestikace a selekce 4873 XNUMX genů. To jim umožnilo zakořenit v různých klimatických podmínkách a stát se odolnějšími vůči škůdcům a chorobám – ale zároveň to nemělo vždy pozitivní vliv na jejich chuť.

Změny v počtu genových variant v „pangenomu“ s rostoucím počtem studovaných odrůd. Zelená křivka představuje, kolik nových variant každá nová analyzovaná genetická varianta přispívá k pangenomu. Graf ukazuje, že obohacení „pangenomu“ nelineárně závisí na nárůstu vzorkování a že vzorkování je více než dostatečné, protože křivky dosáhly plató / Lei Gao et al. / Genetika přírody, 2019

Ze vzorku mnoha tisíc ztracených genů byl gen, který přitáhl pozornost výzkumníků TomLoxC, jehož jedna z alel byla u moderních odrůd zvláště vzácná. Tento gen se ukázal být důležitý při produkci těkavých sloučenin zvaných apokarotenoidy, které dodávají plodům rajčat jejich samotnou vůni. Navíc, pokud rostlina měla obě alely tohoto genu, pak bylo v dozrávajících plodech rajčat nalezeno více produktů genové transkripce a zralé plody se staly ještě aromatičtějšími. Pokud byly v genomu dvě kopie jedné varianty, vůně ovoce byla skromnější.

Pokračováním experimentů vědci získali transgenní cherry rajčata s chutným a aromatickým ovocem. Pravda, pro čistě vědecké účely. Autoři však tvrdí, že jejich výsledky mohou být přijaty výrobci semen.

S rajčaty pracovali i další genetickí inženýři. Jedna vědecká skupina do nich například zavedla geny borůvek a získala fialovočerné plody. Další tým výzkumníků vytvořil další rajčata s vůní připomínající skořici. Je způsobena přítomností fenylpropanoidů. Tyto látky jsou známější pro svou schopnost snižovat riziko rozvoje Alzheimerovy choroby. Ještě jiní našli geny, jejichž opakování může prodloužit nebo zkrátit plody rajčat.

Dlouhá staletí selekce nám dala obrovskou rozmanitost rajčat. Některé jsou masité, sladké a aromatické, ale skladují se nejdéle týden a nevydrží dlouhodobou přepravu. Jiné dozrávají na permafrostu, ale jsou tuhé a bez chuti. Existují tercie, kvarty, kvinty, desetiny – a všechny mají svá „ale“. Genetické inženýrství může tato „ale“ proměnit v „a také“. Pravda, jejich tvorba, pěstování, použití a prodej jsou ve většině zemí přísně regulovány a omezeny. Rajčata tedy spolu s bramborami a chlebem stále čekají, až na ně přijde řada.

celý článek na n+1

/U. /.oj TOL1LTK l 4L g o’GK s.
Genotyp ovoce WT sISPI-KD sISPI-OX SISPL2-KD
Pan-genom Počet přístupů
rajčata, věda, n+1