Будущее — за фиолетовыми помидорами

Рис.1. Фиолетовые помидоры Del/Ros1 отличаются повышенным содержанием антоцианов

Рис.1. Фиолетовые помидоры Del/Ros1 отличаются повышенным содержанием антоцианов. Длина масштабной линейки 2 см. Рисунок из статьи Butelli et al. в Nature Biotechnology

Жители больших городов лишены возможности приготовить салатик из помидоров с собственной грядки и вынуждены идти за ними в супермаркет. Не исключено, что в скором времени вместо привычных красных помидоров их будут поджидать там синие или фиолетовые. Группа ученых, которая создала сорт полезных помидоров, обогащенных антоцианами (именно они придают цветам и плодам все оттенки синего) в своей новой статье показала, что такие томаты вдвое дольше хранятся и устойчивы к вредителям.

Несколько лет назад международная группа исследователей опубликовала статью, в которой описывалось создание сорта томатов, обогащенного пигментами антоцианами. Эти пигменты окрашивают цветки и другие части растений в яркие цвета — голубой, фиолетовый, розовый (подробней про антоцианы можно прочитать в статье «Антоцианы: секреты цвета» («Химия и жизнь» №1, 2013). Плоды нового сорта томатов имеют насыщенный фиолетовый цвет (рис. 1). Растениям это нужно, чтобы привлекать опылителей и распространителей семян — а зачем ученым понадобилось делать фиолетовыми помидоры?

Дело в том, что антоцианы полезны. В ряде исследований было показано, что присутствие в диете продуктов, богатых этими пигментами, снижает вероятность развития некоторых типов рака, сердечно-сосудистых заболеваний, старческого слабоумия и так далее. Протекторный эффект, по всей видимости, обеспечивается антиоксидантными (см. также Antioxidant) свойствами антоцианов, то есть способностью предотвращать окисление внутриклеточных компонентов активными формами кислорода.

Конечно, антоцианы можно получать и из обычных овощей и фруктов, однако по данным Национального института рака США только 20% населения Америки съедает необходимое количество плодов. Таким образом, целью ученых было создание сорта помидоров, употребление в пищу которых могло бы сделать людей более здоровыми. Так как помидоры антоцианов производят очень мало, в их геном встроили два гена львиного зева, кодирующих регуляторные белки Del и Ros1, которые в итоге обеспечили высокую продукцию антоцианов. Полезность нового сорта была подтверждена экспериментально: мыши, подверженные развитию рака, жили дольше, если их кормили фиолетовыми помидорами вместо обычных.

Выращивая такие плоды, исследователи заметили, что фиолетовые помидоры хранятся вдвое дольше обычных красных. Изучению этого «феномена» посвящена их новая статья, опубликованная в журнале Current Biology. Пожалуй, обычные помидоры никто никогда не подвергал столь тщательной проверке.

Для начала авторы отметили, что их помидоры (Del/Ros1), кроме цвета, ничем не отличаются от помидоров дикого типа — они такого же размера и имеют такое же количество семян. При помощи ряда физических методов вроде инфракрасной спектроскопии были измерены толщина и состав кожицы помидоров  — у фиолетовых и у красных они оказались одинаковыми. Продукция этилена, который выделяется спелыми плодами и способствует созреванию неспелых, у Del/Ros1-помидоров оказалась даже выше, чем у красных. Сравнение экспрессии генов у фиолетовых и красных помидоров показало, что у первых повышена экспрессия генов, отвечающих за ответ на окислительный стресс и устойчивость к патогенам, и понижена — генов, кодирующих ферменты, участвующие в размягчении кожицы при созревании, в частности полигалактуроназы и бета-галактозидазы.

По результатам этих экспериментов авторы предположили, что фиолетовые помидоры отличаются повышенной способностью противостоять свободным радикалам (активным формам кислорода), продукция которых повышается при созревании и способствует разрушению тканей. Это предположение было подтверждено измерением малондиальдегида — индикатора повреждения тканей при окислительном стрессе. В обычных помидорах его содержание увеличивалось при созревании, а в Del/Ros1 — нет. Собственно, это неудивительно, учитывая, что антоцианы являются антиоксидантами.

Параллельно помидоры были подвергнуты серии экспериментов, которые призваны были объяснить устойчивость Del/Ros1-сорта к грибку Botrytis cinerea, известному как серая гниль, — врагу спелых овощей и фруктов. Снова главная роль в этом была отведена антиоксидантным свойствам антоцианов. Выращивание грибка на агаре с помидорным соком показало, что самих по себе антоцианов грибок не боится, однако именно повышенное их содержание в плоде определяет его устойчивость. При заражении грибком в мягких тканях происходит «окислительный взрыв», сопровождающийся их разрушением. Высокая противоокислительная способность фиолетовых помидоров способствует локализации этого «взрыва» и сдерживает распространение грибка.

Рис. 2. Антоцианы в фиолетовых помидорах предотвращают размягчение плодов в результате перезревания и повышают устойчивость к серой гнили (Botrytis cinerea)

Рис. 2. Антоцианы в фиолетовых помидорах предотвращают размягчение плодов в результате перезревания и повышают устойчивость к серой гнили (Botrytis cinerea). Графический абстракт к обсуждаемой статье в Current Biology

Для того чтобы подтвердить определяющую роль антоцианов в продлении срока годности помидоров, авторы избирательно выключили главный ген в биосинтезе антоцианов из флавонолов — дигидрофлавонол-4-редуктазу (изящность эксперимента в том, что «контролем» и «опытом» были секторы одного и того же плода; рис. 3). Секторы помидора с выключенным ферментом быстрее портились и были гораздо чувствительнее к заражению грибком.

Рис. 3. Вирус-индуцированное выключение гена SIDFR, кодирующего ключевой фермент в биосинтезе антоцианов — дигидрофлавонол-4-редуктазу

Рис. 3. Вирус-индуцированное выключение гена SIDFR, кодирующего ключевой фермент в биосинтезе антоцианов — дигидрофлавонол-4-редуктазу. В результате в одном и том же помидоре некоторые области производят антоцианы (темные), а некоторые — нет (красные). Красные области с выключенным ферментом подвержены заражению серой гнилью (слева). Длина масштабной линейки 2 см. Рисунок из обсуждаемой статьи в Current Biology

Итак, всесторонне изучив фиолетовые помидоры, авторы статьи сделали вывод, что антоцианы не только повышают полезность помидора — такие плоды дольше хранятся и не плесневеют. Более того, они показали, что потребителю, кроме повышенного содержания пигментов, никаких сюрпризов ждать не приходится: в остальном эти помидоры совершенно обыкновенные. Жаль только, что про вкусовые качества фиолетовых помидоров в статье ничего не сказано. Впрочем, почему магазинные помидоры невкусные, ученые уже выяснили (см.: Генетики выяснили, почему помидоры стали невкусными, «Элементы», 04.07.2012 и Куда исчезли вкусные помидоры, «Троицкий вариант» №122 за 12.02.2013), а вкусовые качества фиолетовой кукурузы, например, оказались на высоте (см.: О том, как получали и изучали фиолетовый попкорн, «Биомолекула», 31.03.2013). Так что новый сорт наверняка не только полезный, но и вкусный.

Источник: Yang Zhang, Eugenio Butelli, Rosalba De Stefano, Henk-jan Schoonbeek, Andreas Magusin, Chiara Pagliarani, Nikolaus Wellner, Lionel Hill, Diego Orzaez, Antonio Granell, Jonathan D. G. Jones, Cathie Martin. Anthocyanins Double the Shelf Life of Tomatoes by Delaying Overripening and Reducing Susceptibility to Gray Mold // Current Biology. 23 May 2013. Doi: 10.1016/j.cub.2013.04.072.

См. также:
Eugenio Butelli, Lucilla Titta, Marco Giorgio, Hans-Peter Mock, Andrea Matros, Silke Peterek, Elio G. W. M. Schijlen, Robert D. Hall, Arnaud G. Bovy, Jie Luo, Cathie Martin. Enrichment of tomato fruit with health-promoting anthocyanins by expression of select transcription factors // Nature Biotechnology. 2008. V. 26. P. 1301–1308. Doi: 10.1038/nbt.1506.

Дарья Спасская


43
Показать комментарии (43)
Свернуть комментарии (43)

  • Aab  | 15.06.2013 | 22:09 Ответить
    А красив бы был салат из фиолетовых и жёлтых помидоров с небольшим вкраплением красных...
    Ответить
    • EnigMan > Aab | 15.06.2013 | 22:40 Ответить
      Красные с желтыми отлично смотрятся вместе, на счет фиолетовых я как-то не уверен.
      Я вообще не разделяю оптимизма исследователей относительно новых помидоров, ведь на них стоит клеймо "ГМО" и это видно невооруженным глазом. А за таким клеймом потребители, напуганные бульварной прессой, уже не будут учитывать полезные свойства новинки.
      Ответить
      • Paka Shume > EnigMan | 16.06.2013 | 15:50 Ответить
        Да, представляю, что скажут массы по поводу синих ГМ помидоров:) Одно радует, когда начнется продовольственный кризис, будут рады и этому.
        Ответить
        • SysAdam > Paka Shume | 16.06.2013 | 19:29 Ответить
          А что их пугать должно? Природный консервант с куста. Это ведь не пресловутые "Е", которых так многие боятся. :)
          Ответить
          • Paka Shume > SysAdam | 18.06.2013 | 12:41 Ответить
            Ну по уму, конечно, ничего не должно...
            Ответить
        • Aab > Paka Shume | 17.06.2013 | 23:36 Ответить
          Жёлтое с фиолетовым - классический контраст. Нормально будет!
          Ответить
    • a_b > Aab | 16.06.2013 | 12:18 Ответить
      Ждем синюю пшеницу, готовим желудочный сок... ;)
      Ответить
  • Paka Shume  | 16.06.2013 | 16:05 Ответить
    Я только не понял, почему в томат встраивали гены львиного зева, а не гены баклажанов, ведь они тоже богаты антицианами и близкие ему родственники. Да и цвет получился идентичный.
    Ответить
    • dasha sp. > Paka Shume | 16.06.2013 | 19:05 Ответить
      У баклажана ведь только шкурка фиолетовая, а ученые хотели создать сорт помидоров, который накапливал бы мноого антоцианов!) на самом деле, это была далеко не первая попытка - пробовали модифицировать и собственные гены помидоров, и вставлять гены из других растений, но вот с львиным зевом получилось удачнее всего. Можете по ссылке в статье в Nature Biotechnology посмотреть.
      Ответить
      • Paka Shume > dasha sp. | 18.06.2013 | 12:38 Ответить
        Да, теперь понятней:) Спасибо.
        Ответить
  • SysAdam  | 16.06.2013 | 19:42 Ответить
    Почему-то вспомнилась читанная давно история про томаты в США. Их в свое время по каким-то причинам стали считать ядовитыми. Т.е. я подозреваю, что как у представителей пасленовых, их ботва ядовита, и у тех кто скотинку ей покормил, проблемы получились. И дошло до того, что закон приняли о запрете их выращивания. Так местные фермеры, которые уже стали их во всю ростить, загрузили повозки этими томатами, и прибыли к зданию конгресса, который принял этот закон. Вот только не помню, федеральный это был конгресс, или штата. Ну, и по обычаю своему, заодно они прихватили огнестрельное оружие. И под окнами законодателей стали эти помидоры есть. То ли то, что фермерам от томатов не поплохело, то ли еще :) по каким причинам, но закон тот отменили.
    Ответить
    • Aab > SysAdam | 17.06.2013 | 23:39 Ответить
      Закон отменили, но осадочек остался: _http://ru.wikipedia.org/wiki/Нападение_помидоров-убийц_(фильм)
      Ответить
  • astepanov  | 16.06.2013 | 21:30 Ответить
    Что-то меня заставляет думать, что отличная сохраняемость - это и есть главная цель: дольше хранить и дальше транспортировать - именно это и двигало селекцию томатов все последние годы. Как результат, получили плоды с железной шкурой и отвратительным вкусом, которые и помидором-то не пахнут. Ну, а в качестве бонуса, синий цвет и (якобы) полезность антоцианов - отменный рекламный ход, который заставит окупить расходы на выведение нового сорта. Если бы взамен синюшности на них была бы картинка в стиле "ню", то создатели живенько обосновали ее полезность и пристойность.
    Эх, какие помидоры были на огороде у моей матушки! Вкусные, духовитые. А вот хранились они, действительно, плохо.
    Ответить
    • SysAdam > astepanov | 16.06.2013 | 21:35 Ответить
      Простите, а почему же вы до сих пор не живете с огорода своей матушки?
      Ответить
      • niki > SysAdam | 17.06.2013 | 14:37 Ответить
        Некрасивый комментарий.
        Ответить
    • Aab > astepanov | 17.06.2013 | 23:45 Ответить
      == Если бы взамен синюшности на них была бы картинка в стиле "ню", то создатели живенько обосновали ее полезность и пристойность. ==

      Не при этой Думе... И не при этом Резиденте. Или Вы про Омерику? :)
      Ответить
    • VladNSK > astepanov | 18.06.2013 | 00:31 Ответить
      У моей матушки тоже были отличные помидоры. Хранила она их под кроватью. До ноября доживали, но не дольше.
      Ответить
  • Kostja  | 17.06.2013 | 02:59 Ответить
    Можно ли ожидать что помидоры с не очень равномерной окраской окажутся лучше на вкус? Я имею ввиду реальные, в магазине?
    Ответить
  • Влад  | 17.06.2013 | 16:07 Ответить
    Ну во-первых эти помидоры давно в продаже в москве по крайней мере. Были во всех овощных ларьках, но продавались вяло, да и стоили сравнительно много по сравнению с обычными тепличными.

    Во-вторых, На счёт вкуса, но я из жажды экспериментаторства их в салат отправлял. Вкус у них во-первых, отличается от нормальных помидоров, чуть-чуть, даже от гидропонных не огородных. И кроме того они менее вкусные и интересные чем даже обычные помидоры долго хранящихся сортов. Так что пока это экзотика на любителя.

    В-третьих, я бы, честно говоря, предложил создать в нашей стране заповедник, в котором можно производить генно-модифицированную сельхозпродукцию. Возможно это путь к конкурентоспособности на фоне европейской истерии.
    Ответить
    • Jesus DarkJewel > Влад | 17.06.2013 | 16:18 Ответить
      А разве у нас запрещено выращивать генномодифицированную продукцию?
      У нас вроде только запрещено продавать генномодифицированную продукцию не сообщив об этом на коробочке.
      Ответить
      • Влад > Jesus DarkJewel | 17.06.2013 | 18:38 Ответить
        Не запретить, и создать условия для прорывного роста - очень разные дела.
        Ответить
    • Kostja > Влад | 18.06.2013 | 12:37 Ответить
      Надо что б рпц освятила заповедник, тогда будет не вредно, лол.
      Ответить
      • Aab > Kostja | 19.06.2013 | 00:16 Ответить
        Вмешательство человека, не избавимого от влияния зла, но мнящего себя независимым ни от какого метафизического, обладающего волей и разумом, зла (отрицающим самое такое зло через атеизм) в #замыселбожий неизбежно приведёт к тому, что зло начнёт привносится тихой сапой в живую материю. Тем самым откроется мощный канал вреда #замыслубожиему в дополнение к уже существующим. В перспективе же всех этих "помидорчиков сатаны" - вмешательство в святая святых #з.б., в самого человека. Тогда зло начнёт курочить тело и разум, чтобы, искалеченные, они встали в полный рост против и без того слабых попыток слабой грешной души к #покаянию&исправлению. Мало нам сейчас #всякойхимии, #всякогоатома и #всякойереси и #откровеннойбесовщины! Нет уж, торговцы сигаретами и водкой, нефтянники и алмазники - первые войдут в #царствиенебесное перед генными инжинерами и их жадными хозяивами.

        Увижу такие помидорки, попробую. Опять же салатик из помидор трёх окрасов из ума не выходит.
        Ответить
        • SysAdam > Aab | 19.06.2013 | 07:25 Ответить
          Где такую хорошую ГМО траву взял?
          Ответить
          • Aab > SysAdam | 20.06.2013 | 21:02 Ответить
            Вряд ли администрация сайта елементы.ру поддержит наш с Вами диалог в таком ключе :) Если же серьёзно, я просто взял выжимку из общения с православными.

            Кстати, о траве. Такие ГМ помидоры, уверен, способны доставить. Ну, а если не способны, значит новые мичуринцы плохо работали. Надо пахать дальше.
            Ответить
        • Jesus DarkJewel > Aab | 19.06.2013 | 13:32 Ответить
          А селекцию вы видимо считаете замыслом божьим?
          (она куда сильнее попортила растения которые мы едим чем генная инженерия на данном этапе развития генной инженерии)
          И между прочим опыты по "полезности\вредности" селекционных сортов продуктах не заморачиваясь исследованиями проводят и проводили на обычном потребителе.
          Ответить
          • Aab > Jesus DarkJewel | 20.06.2013 | 21:09 Ответить
            Это была попытка описать моё понимание понимания религиозными гражданами проблемы, и я взялся изложить её в юмористическом ключе.

            Божья селекция меня всегда настораживала, факт.

            Беседуют два старых коммуниста:
            -- А как ты думаешь, коммунизм учёные придумали али коммунисты?
            -- Коммунисты. Учёные всё с собаками для начала маются.
            Ответить
  • andr2  | 20.06.2013 | 21:07 Ответить
    >Жители больших городов лишены возможности приготовить
    >салатик из помидоров с собственной грядки

    категорически не согласен с данным утверждением.

    передовые методы выращивания (гидропоника и пр.) позволяют получить приличный урожай даже с нескольких кв метров. светодиодное освещение потребляет очень малый ток решая проблему энергозатрат.

    напротив, в связи бешено растущей дороговизной продуктов и также бешено падающим их качеством предвижу в недалёком будущем огромный интерес к домашним мини-оранжереям и оборудованию для них, расходникам (растворам и пр.).

    например, помидоры. растёт около 120 дней. куст приносит до 7-8кг(это скромные размеры). если кушать в неделю помидоры с одного куста, можно раз в неделю выкапывать и сажать новый. Потребуется всего 17 кустов разного возраста, чтобы полностью обеспечить себя этим продуктом. Учитывая что килограмм в день - это реально дохрена, можно обойтись и 9-10 кустами, можно ещё и разных сортов.

    итого требуется не более 4кв.м. гидропоники и час в неделю приятной работы на зеленом огородике.

    то же самое касается и остальной зелени - человек вряд ли остановится на одних томатах.

    вот с животными гораздо сложнее.
    кто как, а я курицу уже есть перестал, и сосиски давно не покупаю.

    Но при цене яичек за 100рублей реально наверное заведу курицу. Это будет года через 2-3.

    А сое место в сортире, то есть в биогазовом реакторе будущего.
    Ответить
    • Aab > andr2 | 20.06.2013 | 21:11 Ответить
      Убедительно. Но с курицей: Вы не перебарщиваете?
      Ответить
    • SysAdam > andr2 | 20.06.2013 | 22:42 Ответить
      Да нафих томаты эти. На гидропонике лучше Cannabis indica ростить. И есть замечательно вкусные продукты из суперамркетов.
      :D
      Ответить
      • Aab > SysAdam | 21.06.2013 | 21:41 Ответить
        Вот Вы неугомонный-то! У меня тут знакомые как-то чисто по работе нуждались в некоем реактиве, а чтоб его ввезти (т.к. у нас его почему-то не делают) нужно высочайшее соизволение инстанций. А надо быстро. И чтоб не платить упырям, в составе группы лиц по предварительному сговору, заменив этикетку на банке,- достали. До этого пытались сварить сами малой кровью - не вышло, хотя в больших количествах он легко получается в промышленности. Но - не в нашей: народ не хочет сидеть (вот, почему не делают-то!). Это ФСКН. А их коллеги из Госдури тоже не дремлют. Так что, помидоры и ещё раз помидоры! И песня Зыкиной про валенки по всем каналам ТВ в современных реинкарнациях этих самых валенок. В зоне валенки зимой - первое дело, я так понимаю.
        Ответить
        • SysAdam > Aab | 21.06.2013 | 22:13 Ответить
          Главное - чемодан. И вокзал. А там еще немного - и Прованс!
          Ответить
          • Aab > SysAdam | 22.06.2013 | 16:50 Ответить
            Из Прованса хорошо пускать кольца дыма в сторону вечных снегов! А что в чемоданчике-то?..
            Ответить
            • SysAdam > Aab | 23.06.2013 | 06:54 Ответить
              В чемоданчике сало и спички, и Тургенева восемь томов. :)
              Ответить
            • SysAdam > Aab | 23.06.2013 | 06:58 Ответить
              На самом деле, что от канабиса, что от Прованса, я очень далек. Так, теоретик. Развлекаю себя комментированием в интернете.
              Но вот не понятно. Почему канабиоды, которые помогают человеку считать что жить в России замечательно и весело, запрещены, а федеральные телевизионные каналы, которые делают тоже самое, причем в гораздо более тяжкой форме, легальны?
              Ответить
              • SysAdam > SysAdam | 23.06.2013 | 07:02 Ответить
                Хмм. Возможно из-за того, что употребляющие траву для достижения радости ставят это себе в заслугу, а употребляющие отечественное тиви ставят чувство глубокого морального удовлетворения в заслугу другим людям?
                Ответить
                • Aab > SysAdam | 23.06.2013 | 17:53 Ответить
                  == и Тургенева восемь томов. :) ==

                  Должно проканать на таможне.

                  == от Прованса, я очень далек. Так, теоретик. Развлекаю себя комментированием в интернете. Но вот не понятно. Почему ==

                  И я от Праванса, к сожалению, далёк, да. Но компенсирую тоску по нему, разглядывая среди звёзд профили Т.Лири, С.Шульгина, К.Кизи, А.Хофмана и др. светил зарубежной эстрады. Чем дольше вглядываюсь, тем больше прихожу к заключению, что круче нашего ТВ нет психоделических вершин, только надо единицу делить на стремление этого самого ТВ к нулю (а ТВ сигнал брать по модулю). Государство - это яд. Оно говорит: "Да не будет у тебя других богов!" Поэтому и ТНС, и полевые гномики - всё суть бесы. Их изгоняют крестом и мечом, полумесяцем и мечом, пентаграммой и мечом, гексаграммой и мечом, иньяном и мечом и т.п. по формуле х*ня + мечь = норма. Лицемерие есть один из краеугольных камней этой самой нормы.

                  Тут опять башня Останкинская горела, видимо, эрнстовцы да добродеевцы подожгли тюк зелёного чая, а потушить уже не смогли. Их босам пока ещё удаётся и жечь, и гасить; Босу всех босов тоже пока всё сходит с рук, ибо наш резидент не пьёт и не курит. Он считает, что вечность пахнет нефтью. Святые люди!

                  == для достижения радости ставят это себе в заслугу, а употребляющие отечественное тиви ставят чувство глубокого морального удовлетворения в заслугу другим людям? ==

                  Там вообще иерархия. Себе в заслугу можно ставить только любовь к иерархии одновременно с повседневной ловкостью эту самую иерархию избегать и надувать. Это снова возвращает нас к лицемерию и к истории Государства:

                  В его «Истории» изящность, простота
                  Доказывают нам, без всякого пристрастья,
                  Необходимость самовластья
                  И прелести кнута.
                  (с) А.С.Пушкин
                  Ответить
  • DNS  | 22.06.2013 | 15:37 Ответить
    Выглядит привлекательно.
    Ответить
  • "Научный Союз" ВВОП Движение  | 22.06.2013 | 15:42 Ответить
    Давно пора провести тщательнейшее! исследование по поводу безопасности употребления в пищу генетически модифицированных растений и мяса ГМ животных.
    Ответить
    • SysAdam > "Научный Союз" ВВОП Движение | 23.06.2013 | 06:52 Ответить
      Да человечество уже как минимум 40000 лет это делает.
      Ответить
    • a_b > "Научный Союз" ВВОП Движение | 23.06.2013 | 11:28 Ответить
      Встретились мне на одном форуме энтузиасты евгеники (не подумайте чего плохого, вовсе не поклонники фашизма) - радетели за генное здоровье человечества. Но есть подозрение, что если все будут одинаково здоровенькие, как те помидоры, откуда возьмутся гении? Не будет научных прорывов, будет застой, за которым последует деградация. А может, ГМ продукты - это средство подхлестнуть биологическую эволюцию человека? ;)
      Ответить
      • Aab > a_b | 23.06.2013 | 12:41 Ответить
        Наступит эпоха борьбы хорошего с лучшим. А там и до коммунизма не далеко.
        Ответить
    • Aab > "Научный Союз" ВВОП Движение | 23.06.2013 | 12:39 Ответить
      Вперёд, заре на встречу. Напишите очередной отчёт "О вреде огурцов", а то предыдущий вариант морально устарел.
      Ответить
Написать комментарий


Элементы

© 2005-2017 «Элементы»