Відлякує одних і приманює інших: учені виявили в томатах таємничу сполуку

Дослідники з Мічиганського державного університету відкрили дивовижний світ томатів з нового боку, виявивши в ньому біохімічну складність, схожу на ту, яку можна було б очікувати в науково-фантастичному оповіданні. Їх дослідження, опубліковане в журналі Science Advances, присвячене нещодавно виявленій активності в коренях томатних рослин, яка раніше залишалася непоміченою і приховувала за собою новий всесвіт, пише Study Finds.

У Фокус.Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найцікавіші новини зі світу науки!

Команда вчених під керівництвом Рейчел Кервін виявила, що коріння томатів виробляє унікальний клас метаболітів, відомих як ацилсахара. Всупереч поширеній думці про те, що ці сполуки виробляються тільки в крихітних волосках на листках і стеблах томатів, дане дослідження показало їхню присутність і в коренях. Ацилсахара — це спеціалізовані молекули, що складаються з цукрового ядра, прикрашеного ланцюжками жирних кислот, які в надземних частинах рослини допомагають відлякувати шкідників. Однак ацилцукри в коренях мають суттєві відмінності, зокрема серцевину з глюкози, пов'язаної з інозитолом, на відміну від ацилцукрів на основі сахарози в повітряних частинах.

Це відкриття призвело до подальших молекулярних досліджень, під час яких вчені виявили в коренях томатів гени, дуже схожі на ті, що беруть участь у біосинтезі ацилцукрів у трихомах рослини. Зокрема, ген ASAT1-L, що експресується в коренях, виявився близьким родичем гена ASAT1 трихоми. Використовуючи технологію редагування генів CRISPR, вчені деактивували ASAT1 і ASAT1-L, що призвело до незвичайних результатів: рослини без ASAT1-L перестали виробляти кореневі ацилцукри, в той час як порушення роботи ASAT1 не вплинуло на їхній рівень.

Професор Роберт Ласт, ще одна провідна постать у дослідженні, пояснив подвійні шляхи метаболізму ацилцукрів — один для трихом, інший для коренів — як "паралельні всесвіти". Еволюційний аналіз показав, що ASAT1-L, імовірно, розвинувся після дуплікації прабатьківського гена і став спеціалізуватися на корінні, тоді як його аналог продовжував функціонувати в трихомах. Цей висновок був підкріплений виявленням аналогічних кореневих ацилсахаридів у деяких диких видів томатів, що вказує на відносно нещодавній еволюційний розвиток у сімействі томатів.

Точне призначення цих підземних ацилцукрів ще не розкрито. З огляду на їхню схожість із захисними сполуками в трихомах, можна припустити, що вони можуть допомагати томатам захищатися від ґрунтових шкідників і патогенів, а також залучати корисних мікробів. Майбутні дослідження можуть пролити світло на їхні екологічні ролі та потенційно призвести до сільськогосподарських інновацій, що зменшать потребу в шкідливих синтетичних пестицидах і фунгіцидах, спрямованих на виробництво безпечніших продуктів харчування та екологічну стійкість.

Раніше Фокус писав про новий сорт томатів чері, які висихають прямо на кущі. Він ідеально підходить для виробництва в'ялених томатів.