Izboljšanje kakovosti sadja ob ohranjanju normalnerast rastlinje bil vedno velik izziv v kmetijstvu. Nova študija kaže, da je doseganje tega ravnovesja morda lažje, kot se je prej mislilo. Znanstveniki so odkrili, da lahko povečanje aktivnosti ohranjenega "čistejšega gena" hkrati izboljša tako hranilno vrednost kot organoleptične lastnosti sadja. Z izboljšanjem izražanja gena, povezanega s tRNA, je raziskovalna skupina povečala raven antocianinov in terpenoidov – spojin, ki vplivajo na barvo, aromo in antioksidativne lastnosti sadja. Te izboljšave niso imele merljivega vpliva na razvoj rastlin, velikost plodov ali vsebnost sladkorja. Rezultati razkrivajo nepričakovano vlogo genov, ki so običajno povezani z osnovno celično funkcijo, in dokazujejo, da lahko vplivajo tudi na ključne presnovne značilnosti sadja.
Antocianini in terpenoidi igrajo ključno vlogo pri barvi, okusu, aromi in splošni hranilni vrednosti sadja. Vendar pa poskusi povečanja vsebnosti teh spojin pogosto vodijo do neželenih stranskih učinkov. To je zato, ker je njihova proizvodnja tesno povezana z rastlinskimi hormoni. Citokinini na primer uravnavajo tako rast rastlin kot sekundarni metabolizem, zato lahko spreminjanje njihovih ravni spremeni strukturo in rastne značilnosti rastlin.
Malo znani razred genov, povezanih s citokinini – izopentenil transferaze tipa tRNA – je bil deležen relativno malo pozornosti. Domneva se, da ti geni opravljajo rutinske celične funkcije in ne aktivno uravnavajo rastlinskih lastnosti. Ali lahko izboljšajo kakovost plodov, ne da bi vplivali na rast rastlin, ostaja nejasno, zato so vredni nadaljnjih raziskav.
Raziskovalci z Univerze za kmetijstvo v Nanjingu in Univerze v Connecticutu so objavili članek v reviji *Horticultural Research*, v katerem so raziskovali to možnost na primeru divjih jagod. Osredotočili so se na gospodinjski gen, imenovan FveIPT2. Z gensko modifikacijo rastlin za povečanje ravni izražanja tega gena so opazili znatno izboljšanje kakovosti plodov.
Transgene rastline so v zrelih plodovih pokazale bistveno višje ravni antocianinov in terpenoidov v primerjavi z rastlinami divjega tipa, vendar niso pokazale razlik v rasti, velikosti plodov ali vsebnosti sladkorja. To odkritje izpodbija dolgoletno prepričanje, da imajo geni za vzdrževanje reda le pasivno vlogo, in poudarja njihov ogromen potencial za izboljšanje pridelkov.
Gen FveIPT2 sodeluje pri modifikaciji tRNA in je povezan s sintezo cis-zeatina (citokinina). Za razliko od drugih genov, povezanih s citokinini, ki imajo pomemben vpliv na rast rastlin, povečana aktivnost FveIPT2 povzroči le manjše spremembe v skupnih ravneh citokinina. Razvoj rastlin poteka normalno, brez očitnih nepravilnosti. Cvetenje in plodjenje se pojavita po pričakovanjih, brez sprememb v teži, obliki ali sladkosti plodov.
Kljub stabilni rasti rastlin se je kemična sestava plodov znatno spremenila. Povečale so se ravni antocianinov, flavonoidov in fenolnih spojin, kar je povzročilo intenzivnejšo rdečo barvo. Podrobna analiza je pokazala znatno povečanje ravni devetih specifičnih antocianinov, vključno s spojinami, pridobljenimi iz cianidina in pelargonidina, znanih po svojih antioksidativnih lastnostih.
Hkrati se je povečala vsebnost skoraj polovice zaznanih terpenoidnih spojin. Te terpenoidne spojine vključujejo monoterpene, seskviterpene in triterpene, ki igrajo pomembno vlogo pri aromi in okusu.
Te spremembe niso omejene le na barvo in hranilne sestavine. Povečale so se ravni aromatskih spojin, povezanih s prijetnimi cvetličnimi vonji, kot je linalol. Nasprotno pa so se zmanjšale ravni spojin, povezanih z ostrimi, smolnatimi vonjavami. Študije izražanja genov so potrdile, da so ključne poti, odgovorne za proizvodnjo in transport teh spojin, postale aktivnejše.
Ti rezultati skupaj kažejo, da lahko FveIPT2 selektivno izboljša kemijo sadja, ne da bi pri tem povzročil tipične hormonske spremembe, ki vplivajo na rast.
Raziskovalci so ugotovili: »Ta študija dokazuje, da ima lahko tisto, kar običajno imenujemo 'geni gospodinjstva', presenetljivo specifične in pomembne učinke. Z usmerjanjem genov tipa tRNA namesto tradicionalnih hormonskih regulatorjev smo lahko izboljšali barvo, okus in hranilno sestavo sadja, ne da bi to vplivalo na rast, medtem ko ima metabolni inženiring običajno negativne učinke na rast. Ti rezultati kažejo, da lahko temeljne celične poti subtilno vplivajo na kakovost sadja in žlahtniteljem zagotavljajo nova orodja, ki so hkrati učinkovita in nežna.«
Rezultati kažejo, da je FveIPT2 obetavna in učinkovita metoda za izboljšanje kakovosti plodov jagod in drugih kmetijskih pridelkov. Ker ta metoda poveča vsebnost koristnih pigmentov in aromatskih spojin, ne da bi zmanjšala pridelek ali sposobnost preživetja rastlin, je še posebej pomembna za pridelavo visokokakovostnih kmetijskih proizvodov.
Na splošno ta študija izpodbija prepričanje, da so geni, odgovorni za vzdrževanje zdravja, vključeni le v rutinske celične procese. Z identifikacijo njihovega vpliva na sekundarni metabolizem študija predlaga nove strategije za povečanje pridelka ob hkratnem ohranjanju kakovosti.
Ta članek je zagotovila Akademija znanosti Kmetijske univerze v Nanjingu. Opomba: Vsebino bo morda treba urediti zaradi zahtev glede oblikovanja in dolžine.
Naročite se na brezplačno e-novice ScienceDaily, da boste prejemali dnevne in tedenske posodobitve ter ostali na tekočem. Ali pa raziščite naše številne vire novic v svojem bralniku RSS:
Delite svoje misli na ScienceDaily – veseli bomo vseh komentarjev, tako pozitivnih kot negativnih. Imate težave z uporabo spletnega mesta? Imate kakšna vprašanja?
Čas objave: 8. maj 2026
