(Inside Science) — citrom ismert arc-puckering savanyú íz. Most a tudósok felfedezték a savasság mögött rejlő titokzatos géneket, új felfedezéseket, amelyek segíthetnek a gazdáknak édesebb narancs, citrom, lime, grapefruit és más citrusfélék tenyésztésében.
a legrégebbi ismert utalás citrus nyúlik vissza, nagyjából 2200 B. C., Amikor sarc mandarin és pomelos csomagolva díszes selyem mutatták be a császári udvar Yu a nagy Kínában. Jelenleg több citrusfélét termesztenek, mint bármely más gyümölcsöt világszerte; például 2014-ben az Egyesült Államokban az emberek körülbelül 35,6 kilogramm citrusfélét fogyasztottak fejenként, az Agricultural Marketing Resource Center szerint.
a citrusok savasságukról ismertek. A gyümölcs savanyú íze a növényi sejteken belüli rekeszektől függ vakuolák, amelyek savasak, mert pozitív töltésű hidrogénionok (lényegében protonok) pumpálódnak beléjük. A legtöbb növényfajban ezek a vakuolok csak enyhén savasak a sejt többi belső részéhez képest. Hosszú rejtély volt, hogy a citrus vacuolák rendkívül savasak lettek.
a citrusfélékkel kapcsolatos új felfedezés a citrusfélék távoli rokonaival, a petúniákkal kezdődött. Ronald Koes és Francesca Quattrocchio, az Amszterdami Egyetem Molekuláris genetikusai és kollégáik azt találták, hogy a PH1 és PH5 nevű gének mutáns változatai megváltoztathatják a virágok színét a szirmok hiperacidizálásával. “A savasabb vakuolákkal rendelkező szirmok vörösesek; a kevésbé savas vakuolákkal rendelkező szirmok kékesek” – mondta Quattrocchio.
ezek a gének p-Atpázok néven ismert molekulákat hoztak létre a vakuolák membránjain, növelve a rekeszekbe pumpált protonok számát. Ezeknek a géneknek a változatai nemcsak széles körben megtalálhatók a virágos növényekben, beleértve a színes szirmok nélküli fajokat is, hanem a virág nélküli növényekben, például a tűlevelűekben is.
ezeknek a savassági géneknek a széles körben elterjedt jellege azt sugallta, hogy a virág színén túl is szerepet játszhatnak. Ez arra ösztönözte a tudósokat, hogy vizsgálják meg, vajon felelősek-e a citrusok savas ízéért. “Megnéztük a legsavasabb növényt, amit csak el tudtunk képzelni, a citromot” – mondta Koes.
a kutatók megvizsgálták a CitPH1-et és a CitPH5-öt, ezeknek a petúnia géneknek a citrus változatait. Azt találták, hogy ezek a gének nagyon aktívak a savanyú citromban, narancsban, pomelóban és rangpur lime-ban, de sokkal kevésbé aktívak az édes ízű “savmentes” citrusfajtákban, mint például a Lima narancs és a Millsweet limetták, a különböző gátló mutációk miatt. “Az emberek ezt a munkát egy olyan puzzle megoldásának fogják tekinteni, amely elég hosszú ideig ott volt” – mondta Quattrocchio.
korábbi kísérletek, hogy izolálják ezeket a fehérjéket a citrus savasság mögött, valószínűleg problémákba ütköztek, mert ezek a molekulák beágyazódtak a membránokba, ezért nehéz tisztítani és elemezni, mondta Koes. Ezenkívül a teljes szivattyú tucatnyi fehérjéből áll, és hajlamos szétesni a tisztítás során-tette hozzá. Sőt, a citrus vakuolákban lévő sav maga is megsemmisítené a membránok vizsgálatára irányuló kísérleteket, mondta Lincoln Taiz növényfiziológus a Kaliforniai Egyetemen, Santa Cruz.
“ez egy izgalmas felfedezés-megmagyarázza, hogy a citromgyümölcs miért képes hiperacidizálni a vakuolát” – mondta Taiz, aki nem vett részt ebben a kutatásban.
ezek az eredmények segíthetnek felgyorsítani az új gyümölcsfajták tenyésztését, mondta Koes. A fiatal csemeték DNS-ének elemzésével a tenyésztők egy nap megjósolhatják gyümölcsük édességét vagy savanyúságát “sok évvel azelőtt, hogy a fák olyan gyümölcsöt hoztak volna, amelyet a savasság vagy az íz hagyományos módon megvizsgálhattak” – magyarázta Koes.
az ilyen jobb tenyésztés potenciálisan nem korlátozódik a citrusfélékre. “Például a borszőlő savasságát változtathatjuk, hogy különböző borízeket hozzunk létre” – mondta Taiz. “Egy másik alkalmazás lehet a virágok színének változtatása.”
ezenkívül vannak utalások arra, hogy ezek a gének a növény fejlődésének kulcsfontosságú részeihez kapcsolódnak. “Látjuk, hogy aktívak az őssejtekben, és még nem tudjuk, miért” – mondta Pamela Strazzer, az Amszterdami Egyetem Molekuláris genetikusa.
a tudósok részletes megállapításaikat online február. 26 A Nature Communications folyóiratban.
