Генетики при помощи ДНК-анализа и направленной селекции создали сверхпродуктивный томат, который может давать в полтора раза больше плодов по сравнению с обычным.
Генетики из Лаборатории в Колд Спринг Харбор (Cold Spring Harbor Laboratory) и Еврейского университета в Израиле (Hebrew University) создали уникальный гибрид томата. Он дает на 60% больше плодов по сравнению с обычным в различных климатических условиях.
Гетерозис
Еще Чарльз Дарвин обратил внимание на гибриды -- производные от родителей различных линий, пород и даже видов, которые выделялись своими размерами и полезными свойствами. Это явление получило название гетерозис. Его суть в том, что растение или животное получает два сильно различающихся набора генетического материала, и степень его гетерозиготности очень высока. Это полная противоположность инбридингу -- систематическому накоплению и переходу в активное состояние мутаций, накапливающихся в результате близкородственного скрещивания.
Четкого представления о том, как работает гетерозис, нет. Одни ученые говорят, что он возникает из-за увеличения количества доминантных генов, поступающих одновременно из двух источников. Другие говорят о синергии -- необычайной эффективности пары различных генов, даже если один из них вообще вреден для вида. Еще одна гипотеза, супердоминирование, говорит о том, что все изменения происходят из-за наличия одного эффективного гена.
Впрочем, теоретические проблемы не отменяют практического применения. Еще в 1879 Уильям Бил получил примечательную гибридную пшеницу, чем породил волну исследований. В настоящее время множество сельскохозяйственных культур -- гибриды. А возможность расстраиваться по поводу гибридов имеют множество садоводов, которые получают неказистых потомков от роскошных цветов первого поколения.
Не редкость гибриды и среди животных. Наиболее известный пример -- мул, продукт скрещивания осла и кобылы. Но этот трудолюбивый долгожитель вообще не может оставлять потомства.
Среди людей гетерозис также приветствуется. Широко распространено мнение, что дети родителей из разных регионов страны (а лучше -- из разных стран) получаются самыми умными и красивыми. Вершина гетерозиса -- межрасовое скрещивание, породившее такие разновидности людей, как мулаты (смесь европеоида и негроида), среди которых, например, Роналдо, Ромарио, Боб Марли, Мэрайя Керри и даже Барак Обама. Метисы -- потомки европеоидов и индейцев. Самбо -- смесь индейцев с негроидами.
Одна мутация
Международная группа ученых решила посмотреть, какие гибриды будут получаться из обычного томата (Solanum lycopersicum). Особенность работы в том, что у них уже была библиотека, а вернее «мутантотека», в которой было собрано около 5000 образцов этого вида, отличающегося от оригинала одной мутацией. Она могла определять как другую форму листьев, так и, например, размер плода.
Ученые выбрали 33 мутанта и скрестили с чистым растением. Два гибрида оказались очень интересными, потому что давали больше плодов по сравнению со «стандартом». Особенно поразил ученых гибрид нормального растения с мутантом sft-4537. Выращенные в нескольких независимых центрах, такие гибриды давали в среднем на 60% больше плодов. Что еще более удивило ученых, количество сахаров в них не было пониженным, хотя ранее специалисты сталкивались с тем, что при большом количестве плодов выработка сахаров в растении остается на прежнем уровне, из-за чего сразу все полученные помидоры оказываются невкусными.
Цветение
Полезный мутант имел отклонение в гене SFT, который отвечает за выработку белка флоригена. Это один из двух белков, отвечающих за цветение. Он инициирует процесс, переключая ресурсы с развития листвы на формирование цветков. Мутация в соответствующем гене вызвала формирование большего количества цветков за то же время, не сдвигая время цветения ни на более раннее (что чревато вероятностью поморозить цветы), ни на более позднее (что может привести к недостаточному созреванию плодов). Отмечают ученые и тот факт, что такой гибрид свидетельствует скорее о супердоминантной природе гетерозиса. Ученые уже предрекают революцию в томатной индустрии, а сами пытаются поиграть с геном цветения в других растениях.
Результаты работы опубликованы в журнале Nature Genetics.
