(Inne Vitenskap) – Sitroner er kjent for deres ansikt-puckering sur smak. Nå har forskere avdekket de mystiske genene bak denne surheten, nye funn som kan hjelpe bønder til å avle søtere appelsiner, sitroner, limer, grapefrukt og annen sitrusfrukt.
den eldste kjente referansen til citruses dateres tilbake til omtrent 2200 F. KR., da hyllester av mandariner og pomelos innpakket i ornamental silke ble presentert For keiserlige hoffet Til Yu Den Store I Kina. Flere citruses vokser nå enn noen annen form for frukt over hele verden; for eksempel i 2014 forbrukte folk i Usa omtrent 35, 6 kilo sitrusfrukter per person, ifølge Agricultural Marketing Resource Center.
Citruses er kjent for sin surhet. Den sure smaken av en frukt avhenger av rom i planteceller kjent som vakuoler, som er sure fordi positivt ladede hydrogenioner (i hovedsak protoner) blir pumpet inn i dem. I de fleste plantearter er disse vakuolene bare mildt sure i forhold til resten av cellens innards. Det var lenge et mysterium hvordan sitrusvakuoler ble ekstremt sure.
den nye oppdagelsen om citruses begynte med fjerne slektninger av sitrusplanter, petuniaene. Mann-og-kone team Ronald Koes Og Francesca Quattrocchio, molekylære genetikere ved Universitetet I Amsterdam, og deres kolleger fant mutante versjoner av gener kjent som PH1 OG PH5 kan endre fargen på blomstene ved hyperacidifying sine kronblad. «Petals med mer sure vakuoler er rødlige; petals med mindre sure vakuoler er blåaktig,» Sa Quattrocchio.
disse genene produserte molekyler kjent som P-Atpaser på membranene i vakuolene, og økte antall protoner som pumpes inn i rommene. Versjoner av disse genene finnes ikke bare bredt over blomstrende planter, inkludert arter uten fargerike kronblad, men også i planter uten blomster, som nåletrær.
den utbredte naturen til disse surhetsgenene foreslo at de kunne spille roller utover blomsterfargen. Dette spurte forskerne om å undersøke om de kunne være ansvarlige for den sure smaken av citruses. «Vi så på den mest sure planten vi kunne tenke på, sitroner,» Sa Koes.
forskerne undersøkte CitPH1 Og CitPH5, sitrusversjonene av disse petunia-genene. De fant at disse genene var svært aktive i sure sitroner, appelsiner, pomelos og rangpur limes, men mye mindre aktive i søte smaker «acidless» varianter av sitrus, som Lima appelsiner og Millsweet limettas, på grunn av en rekke hindrende mutasjoner. «Folk vil se dette arbeidet som en løsning på et puslespill som var der ute i ganske lang tid,» Sa Quattrocchio.
Tidligere forsøk på å isolere disse proteinene bak sitrus surhet sannsynligvis møtt problemer fordi disse molekylene er innebygd i membraner og derfor vanskelig å rense og analysere, Koes sa. I tillegg er den komplette pumpen laget av dusinvis av proteiner, og det har en tendens til å falle fra hverandre under rensing, la han til. Videre vil syren i sitrusvakuoler selv ødelegge mange forsøk på å undersøke deres membraner, sa plantefysiolog Lincoln Taiz ved University Of California, Santa Cruz.
«Dette er en spennende oppdagelse-det forklarer hvorfor sitronfrukten er i stand til å hyperacidifisere vakuolen,» sa Taiz, som ikke deltok i denne undersøkelsen.
disse funnene kan bidra til å øke hastigheten på oppdrett av nye varianter av frukt, Sa Koes. Ved å analysere DNA fra unge frøplanter, kan oppdrettere en dag forutsi sødme eller surhet av frukten «mange år før trærne satte frukt som man kunne undersøke for surhet eller smak på konvensjonell måte,» Forklarte Koes.
slik forbedret avl er potensielt ikke begrenset til citruses. «For eksempel kan surheten av vindruer varieres for å skape forskjellige vin smaker,» Sa Taiz. «Et annet program kan være å variere fargene på blomster.»
i tillegg er det hint disse genene er knyttet til viktige deler av planteutvikling. «Vi ser dem aktive i stamceller, og vi har ingen anelse om hvorfor ennå,» Sa Studieleder Forfatter Pamela Strazzer, en molekylærgenetiker ved Universitetet I Amsterdam.
forskerne detaljert sine funn Online Februar. 26 I Tidsskriftet Nature Communications.
