Newswise — Каротиноиды необходимы для цвета и питательных качеств томатов, придавая им яркие красные, оранжевые и желтые оттенки, которые делают фрукты визуально привлекательными, а также являются богатым источником витаминов и антиоксидантов, имеющих решающее значение для здоровья человека. Однако, несмотря на свою важность, сложные биологические процессы, регулирующие накопление каротиноидов в плодах томата, остаются малоизученными. Этот пробел в знаниях создал острую необходимость в исследованиях для выявления генетических и молекулярных путей, которые контролируют синтез каротиноидов. Понимание этих механизмов имеет важное значение для создания сортов томатов с улучшенными питательными свойствами и более насыщенными и яркими цветами.

Исследователи из Шанхайского университета Цзяо Тонг добились значительных успехов в этой области: их результаты (DOI: 10.1093/hr/uhae202) опубликованы 24 июля 2024 года в выпуске журнала Исследования в области садоводства . В исследовании изучается мутант томата с неисправной YFT3 ген, показывающий, как нарушение активности фермента влияет на накопление каротиноидов и окраску плодов. Это исследование знаменует собой решающий шаг в выявлении генетических факторов, которые определяют внешний вид и питательные качества томатов.

В этом исследовании команда выявила критическую мутацию в YFT3 ген томатов, который кодирует фермент, участвующий в пути биосинтеза изопреноидов. Этот путь играет центральную роль в производстве каротиноидов — пигментов, отвечающих за цвет и пользу для здоровья многих фруктов, включая помидоры. В частности, замена Ser126Arg в YFT3 Ген приводит к значительному снижению способности фермента превращать изопентенилпирофосфат (IPP) в диметилаллилпирофосфат (DMAPP) — решающий этап синтеза каротиноидов. Исследование показало, что мутировавший YFT3 аллель не только показал снижение ферментативной активности в лабораторных условиях, но и привел к существенному снижению накопления каротиноидов в плодах томата, что привело к желтому фенотипу плодов. Эти результаты подчеркивают критическую роль определенных аминокислотных остатков в функционировании фермента и открывают возможности для генетических манипуляций, направленных на повышение содержания каротиноидов в томатах, что потенциально может привести к повышению пищевой ценности и более яркой окраске плодов.

Доктор Линся Чжао, ведущий автор исследования, объясняет: «Наше исследование не только раскрывает ключевой генетический фактор, влияющий на цвет плодов томата, но также дает ценную информацию о сложной сети биосинтеза каротиноидов. Эти знания могут сыграть решающую роль в разработке томатов с повышенной питательной ценностью и улучшенной эстетической привлекательностью». Ее замечания подчеркивают более широкие последствия полученных результатов, предполагая, что эти открытия могут определить будущее селекции томатов и их генетической модификации, чтобы оптимизировать как пользу для здоровья, так и визуальные качества плодов.

Значение этого исследования выходит далеко за рамки лабораторных исследований, предлагая многообещающие применения в программах селекции томатов, направленных на повышение качества и питательной ценности фруктов. Понимая роль YFT3 гена, селекционеры могли бы выводить сорта томатов с более высоким содержанием каротиноидов, улучшая их пользу для здоровья в качестве диетического источника витаминов и антиоксидантов. Этот прорыв может оказать существенное влияние не только на общественное здравоохранение за счет улучшения питательного профиля томатов, но и на устойчивость сельского хозяйства, способствуя развитию более устойчивых и питательных культур.

###

Ссылки

DOI

10.1093/час/uhae202

Исходный URL-адрес источника

https://doi.org/10.1093/hr/uhae202

Информация о финансировании

Эта работа была поддержана Национальным фондом естественных наук Китая (32072583, 32372694), Шанхайским совместным инновационным центром Фонда сельскохозяйственных семян (ZXWH2150201/010), Шанхайским и Куньшаньским центром создания Фонда новой зародышевой плазмы томатов (SJYY2022-T001) и Сбор и сохранение характерного ресурса зародышевой плазмы сельскохозяйственных культур в городе Куньшань (Куньшань-AGR-001).

О Исследования в области садоводства

Исследования в области садоводства — это журнал открытого доступа Нанкинского сельскохозяйственного университета, занявший первое место в категории «Садоводство» журнала Journal Citation Reports™ от Clarivate, 2022. Журнал стремится публиковать оригинальные исследовательские статьи, обзоры, точки зрения, комментарии, корреспонденционные статьи и письма в адрес редактор, посвященный всем основным садоводческим растениям и дисциплинам, включая биотехнологию, селекцию, клеточную и молекулярную биологию, эволюцию, генетику, межвидовые взаимодействия, физиологию, а также происхождение и одомашнивание сельскохозяйственных культур.