Дослідження селекції хотіли Супер Клементин - Знання - Tagesspiegel Mobil
Стиглі, стійкі до солі, стійкі - дослідники генетики розробляють нові види апельсинів та мандаринів у Валенсії.
Апельсини та мандарини, частково вдвічі, частково цілі. Крім того, мірні чашки, сито та соковижималка. Ізабель Санчес використовує цей посуд для перевірки нещодавно виведених сортів. По-перше, співробітник лабораторії Центру досліджень геному, відділу Інституту сільськогосподарських досліджень у Валенсії, зважує плоди та вимірює діаметр. Потім вона ріже фрукти і вичавлює сік, щоб визначити вміст цукру та кислоти.
Контрольована зрілість
Ринок цитрусових фруктів жорстокий. Виробники апельсинів з Іспанії та Італії конкурують з конкурентами з країн, де вартість робочої сили набагато нижча, таких як Марокко та Туреччина. Крім того, оптові мережі та мережі супермаркетів підштовхують ціни. Фермери страждають від цього. Розвиток «супер фруктів» повинен допомогти.
"Протягом багатьох років фермери шукали методи, якими можна затримати дозрівання", - говорить Мануель Талон, керівник Центру геному. "Тому що фермер отримує вищий прибуток за цитрусові, які продаються поза ринком фактичного часу збору врожаю". Вчений походить із регіону Валенсія, який на сьогодні є найбільшим в Європі районом вирощування апельсинів та мандаринів. "Принаймні з того часу, як я закінчив навчання, стало ясно, що я хочу допомогти економіці регіону процвітати", - говорить він.
Експериментальне поле НДІ розташоване безпосередньо на автомагістралі. На полі, великому як футбольне поле, росте триста дерев.
Вирощування з опроміненням
Вчений та його команда прищепили десять різних сортів на кожне дерево. Тонкий шов між гілками часто все ще видно. У листопаді майже всі плоди, які тут ростуть, є помаранчевими. Лише на декількох деревах досі висять зелені клементини. Вони є результатом нової породи - для Мануеля Талона це означало прорив: "Коли ми вперше побачили цей образ, ми були по-справжньому щасливі". Вчені припустили, що їм вдалося виростити новий сорт, який дозріває пізніше, ніж усі комерційні клементини в регіоні. Дослідники провели ще кілька тестів, які показали, що фрукти можуть вижити на ринку: лабораторні показники показали, що кислота та цукор знаходяться в ідеальному співвідношенні, що фрукти легко очищаються і майже не містять кісточок.
Деякі розплідники вже продають рослину. Як і сорт Неро, він також є продуктом Інституту сільського господарства. Фермери можуть збирати урожай Nero особливо рано, з середини жовтня.
Вчені з Валенсії завдячують своєму успіху серії мутаційних експериментів. Біологи піддали тисячі ядер нуклеату клементину високоенергетичному випромінюванню. Випромінювання прискорює зміни в геномі. Це означає, що генні мутації, які рідко трапляються, відбуваються набагато частіше. У деяких випадках збільшується ймовірність потрапляння радіації на генетичний склад, який контролює період дозрівання.
Дорого, трудомістко та просторово
Щоб знайти рослину, яку вони хотіли, команда повинна була дати всім мутованим ядрам вирости і почекати, поки дозріють плоди. "Цей метод дуже дорогий, - каже Талон, - він займає багато часу і місця".
Тепер генетичний аналіз повинен значно спростити відбір нових видів. Це стало можливим, оскільки ми краще зрозуміли функцію окремих генів у геномі. "Нас в першу чергу цікавлять гени, які контролюють властивості цитрусових фруктів і мають вирішальне значення для рільництва, наприклад, для часу дозрівання або вмісту цукру та кислот", - говорить Талон. Якщо відомо, які послідовності геному впливають на ці характеристики, вчені можуть вибрати бажані рослини, навіть коли вони ще дуже малі. Для цього вони беруть зразки генетичного матеріалу і перевіряють, чи змінилися гени, що впливають на дозрівання плодів, чи рівень цукру та кислотності внаслідок радіації. Це означає, що потрібно висаджувати лише кілька мікробів, генетичний матеріал яких може нести корисні генні мутації.
Гени визначають, коли апельсин падає
Іспанські дослідники вже досягли початкового успіху за допомогою цього методу. Біолог Хав'єр Тероль відповідає за інформатику в Науково-дослідному інституті сільського господарства у Валенсії. На його комп'ютерному екрані показано графічне зображення геному різновиду мандаринів, довгу послідовність чотирьох генетичних компонентів аденін, гуанін, цитозин та тимін (A, G, C, T). Залежно від того, як ці будівельні блоки розташовані в ДНК гена, рано чи пізно плід дозріє або стане смачнішим або солодшим. "Ми вже багато знаємо про деякі розділи геному", - каже біолог. Він порівняв генні мутації, типові для сортів помаранчевого Neufina та Nero, із мутаціями сорту клементину Nules, з яких вони вийшли. Він виявив, що деякі послідовності ДНК повністю зникли. "Ці розділи контролюють час дозрівання", - каже біолог. "Якщо вони відсутні, плоди дозрівають раніше чи пізніше".
У співпраці з командами інших інститутів іспанським дослідникам також вдалося знайти гени, які контролюють, коли апельсини або мандарини падають з дерева. Дуже важлива властивість фермера, оскільки вона визначає продуктивність сорту. Чим пізніше опадуть плоди, тим більше їх можна зібрати без втрат.
На додаток до таких властивостей, які завжди були важливими, зміна клімату вносить нові корективи в цитрусові. Наприклад, у прибережних регіонах, таких як Валенсія в Іспанії, підвищення рівня моря робить грунт більш солоним, але багато комерційно доступних сортів не переносять підвищених показників солі. "Ось чому ми повинні зберігати біорізноманіття", - говорить Талон. "Чим ширший генофонд, з якого ми можемо брати участь у розведенні, тим більше шансів, що ми можемо розводити сорти, які найкраще пристосовані до потреб споживачів та виробників, а також до змін умов навколишнього середовища".
Різноманітність втрачено
Але рід цитрусових втратив різноманітність у всьому світі. "Люди вибирають фрукти протягом 3000 років, - говорить Талон, - саме тому апельсини, мандарини, грейпфрути та лимони, які сьогодні ростуть в Іспанії, Африці, Китаї, США та Південній Америці, дуже схожі". У всьому світі виробники цитрусових покладаються на додатковий захист сільськогосподарських культур, будь то органічний чи хімічний. "В результаті за десятиліття рослини втратили гени, які роблять їх стійкими до певних захворювань", - каже біолог. Цитрусові фрукти, так би мовити, зіпсовані, оскільки захист рослин виконує роботу, щоб вони самі діяли проти збудників хвороб. "Дерева не використовують енергію на гени, які не приносять користі", - говорить Талон. Цим рослинам потрібно лише кілька поколінь, щоб відсортувати гени, які більше не потрібні геному.
докладніше на цю тему
Нобелівський лауреат за зелену генну інженерію, органічне землеробство з рослинами генної інженерії
Сорт мандаринів "Клеопатра" все ще може мати ці гени стійкості. Він знаходиться у "полі давніх видів", базі даних мікроорганізмів науково-дослідного інституту. Однак Тоні Прето, відповідальний за догляд за деревами на дослідницьких полях, кривиться, коли бере та їсть мандарин Клеопатри. Хоча він, в основному, неїстівний і комерційного використання не є, він є одним із тих старих штамів, які несуть цінний генетичний матеріал для майбутніх важливих властивостей. Збереження їх - це запевнення в тому, що історія цитрусових та їх вирощування триватиме і в найближчі десятиліття.