Moderna tomater skiljer sig mycket från deras vilda förfäder

Moderna tomater skiljer sig mycket från deras vilda förfäder Tomats förfäder såg väldigt annorlunda ut. Foxys Forest Manufacture / Shutterstock

Den stora idén: Tomatens väg från vild växt till hushållsanordning är mycket mer komplex än forskare länge har trott. Under många år trodde forskare att människor tamade tomaten i två huvudfaser. Först odlade infödda människor i Sydamerika för blåbärstora vilda tomater för ungefär 7,000 XNUMX år sedan för att föda upp en växt med en körsbärsstor frukt. Senare folk i mesoamerica avlade denna mellanliggande grupp ytterligare för att bilda de stora odlade tomaterna som vi äter idag.

Men i en ny studie visar vi att den körsbärsstora tomaten troligt har sitt ursprung i Ecuador för cirka 80,000 XNUMX år sedan. Inga mänskliga grupper tämjade växter för länge sedan, så det innebär att det började som en vild art, även om människor i Peru och Ecuador förmodligen odlade den senare.

Vi fann också att två undergrupper från denna mellanliggande grupp spridit norrut till Mellanamerika och Mexiko, eventuellt som ogedsamma följeslagare till andra grödor. När detta hände förändrades deras fruktegenskaper radikalt. De kom att se mer ut som vilda växter, med mindre frukter än deras sydamerikanska motsvarigheter och högre nivåer av citronsyra och betakaroten.

Vi blev förvånade över att moderna odlade tomater verkar vara nära besläktade med denna vildliknande tomatgrupp, som fortfarande finns i Mexiko, även om jordbrukare inte medvetet odlar den.

Moderna tomater skiljer sig mycket från deras vilda förfäder Genomsnittlig fruktstorlek i den odlade tomaten i jämförelse med dess semi-domesticerade och helt vilda släktingar. Hamid Razifard, CC BY-ND

Varför är det viktigt Denna forskning har direkta följder för förbättring av grödor. Exempelvis har vissa mellanliggande tomatgrupper höga nivåer av glukos, vilket gör frukten sötare. Uppfödare kunde använda dessa växter för att göra odlade tomater mer attraktiva för konsumenterna.

Vi såg också signaler om att vissa sorter i denna mellangrupp hade egenskaper som främjade sjukdomsresistens och torktolerans. Dessa växter kan användas för att föda hårdare tomater.

Vad som fortfarande inte är känt: Vi vet inte hur mellangruppen tomater sprider sig från Sydamerika till Centralamerika och Mexiko. Fåglar kan ha ätit frukterna och utsöndrat frönna någon annanstans, eller människor kan ha odlat eller handlat med dem.

En annan fråga är varför denna mellangrupp ”regresserade” och förlorade så många tämjande egenskaper när den spridit norrut. Naturligt urval i nya nordliga livsmiljöer kan ha aktivt gynnade tomater med mer vildliknande egenskaper. Det kan också vara så att människor inte avlade dessa växter och valde för tämjande egenskaper, såsom stora frukter, som kan kräva att växter använder mer energi än de skulle lägga till frukt frukt naturligt.

Hur vi gör vårt arbete: We rekonstruera tomathistoria by sekvensering av genomerna av vilda, mellanliggande och domesticerade tomatsorter. Vi utför också genomiska analyser av populationer, där vi använder modeller och statistik för att dra av de förändringar som har skett på tomater över tid.

Detta arbete innebär att skriva en hel del datorkoder för att analysera stora mängder data och titta på variationer i DNA-sekvenser. Vi arbetar också med andra forskare för att odla tomatprover och registrera data om många egenskaper, såsom fruktstorlek, sockerinnehåll, syrainnehåll och smakföreningar.

Vad händer mer på fältet: Att utfodra en växande mänsklig befolkning kommer att kräva förbättring av grödorna och kvaliteten. För att göra detta måste forskare veta mer om växtgener som är involverade i fenomen som fruktutveckling och smak- och sjukdomsresistens.

Till exempel forskning leds av Zachary Lippman vid Cold Spring Harbor Laboratory i New York använder genomredigering för att manipulera drag som kan hjälpa till att förbättra tomatutbytet. Genom att finjustera gener som är infödda till två populära sorter av tomatväxter har de utvecklat en snabb metod för att få växterna att blomma och producera mogen frukt snabbare. Detta innebär fler planteringar per växtsäsong, vilket ökar avkastningen. Det innebär också att växten kan odlas på breddegrad mer nordligt än för närvarande möjligt - ett viktigt attribut när jordens klimat värms upp.

Genredigering har producerat tomater som blommar och mognar veckor tidigare.

Vad är nästa för dig: Vår forskning ger ett atlas med kandidater för framtida studier av tomatgenfunktioner. Vi kan nu identifiera vilka gener som var viktiga i varje stadium av tämningshistoria och upptäcka vad de gör. Vi kan också söka efter fördelaktiga alleler, eller varianter av specifika gener, som kan ha gått förlorade eller minskat när tomaten tämjades. Vi vill ta reda på om några av de förlorade varianterna kan användas för att förbättra tillväxten och önskvärda egenskaper hos odlade tomater.

Om författaren

Hamid Razifard, postdoktor i biologi, University of Massachusetts Amherst och Ana Caicedo, docent i biologi, University of Massachusetts Amherst

Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.

books_food

följ InnerSelf på

facebook-icontwitter-iconrss-icon

 Få det senaste via e-post

{Emailcloak = off}