Hvorfor ser du aldrig firkantede grøntsager?

Gå rundt i produktgangen i din lokale købmand, og du finder et blændende udvalg af tomater, fra kirsebær til drue til pæreformet til massive oksebøffer og knudrede arvestykker. Det samme med squash, kartofler, agurker og grønne blade. Denne bounty af forskellige farver, former og størrelser er ikke resultatet af naturligt udvalg, men snarere menneskeligt udvalg.

Over årtusinder, landmænd og planteavlere har opdaget nyttige mutationer i frugt og grøntsager - mere velsmagende frugt, bedre udbytte, nye former - og bevarede disse egenskaber gennem konventionelle avlsteknikker. Processen er langsom, men hvis du krydser forskellige stammer nok gange, til sidst kan du skabe noget nyt nok og omsætteligt nok til at blive kaldt sit eget sortiment.

Denne langsomme og stabile konventionelle avlsproces er ved at få et stort løft fra fremskridt inden for genetisk kortlægning. Med en tomat eller agurk genom i hånden, planteavlere behøver ikke vente måneder på, at en tomatplante bærer frugt for at vide, om tomaterne vil være pæreformede eller runde. I stedet, de kan lede efter markante markører i en frøplants DNA, der koder for specifik frugtform, størrelse og farve. Denne teknik med "markørassisteret udvælgelse" lover at afskære år fra den traditionelle planteavlsproces.

Esther van der Knaap er i spidsen for genetisk forskning i præcis, hvordan en plantes DNA instruerer dens frugt i at vokse lang og magert som et drivhus agurk eller runde og sætte sig på hug som en oksebøttetomat. I hendes laboratorium ved University of Georgia, postdocs og kandidater skiver tomater i halve og placerer dem på en flatbed -scanner for at måle de præcise former og størrelser produceret af forskellige genetiske kombinationer.

I et papir, der blev offentliggjort den 9. november, 2018 i tidsskriftet Nature Communications, van der Knaap annoncerede opdagelsen af ​​to familier af gener, der ser ud til at spille nøgleroller i at lave frugt og grønt enten rund eller lang. Frugt og grønt er teknisk set en plantes spiselige organer, og disse organer vokser og udvikles gennem celledeling.

"For at lave en bestemt form, som en lang eller rund form, du skal have bestemte mønstre for celledeling, "forklarer van der Knaap." Enten deler cellerne sig vandret, eller de deler sig lodret. "

Det giver mening. Jo mere et organs celler deler sig vandret ved at splitte ned på midten, jo mere de vil bygge væv vandret op, skabe en federe, rundere frugt.

Hvad van der Knaap og hendes kolleger opdagede i tomatgenomet er et specifikt gen kaldet OVATE, der ser ud til at være ansvarlig for at skabe proteiner, der fortæller cellerne at dele sig i et lodret mønster. Når flere celler deler sig fra side til side, vækstmønsteret producerer en aflang frugt. OVATE er forskellen mellem en perfekt rund cherrytomat og en pæreformet tomat.

Vilde tomater, ligesom de indfødte sorter, der findes i Peru, Ecuador og Mexico, er altid små og runde, siger van der Knaap, hvilket betyder pæreformede og andre aflange tomater er mutationer, der kom senere. Så langt tilbage i 1930'erne, plantebiologer kaldet forlængelsesmutationen OVATE, men havde ingen anelse om den faktiske genetiske mekanisme bag.

Nu hvor van der Knaap har identificeret OVATE -proteinet, samt en anden familie af proteiner kaldet TRM'er, der interagerer med OVATE, det giver et andet værktøj til at plante opdrættere, der bruger markørassisteret udvælgelse. Hvis OVATE- og TRM -markørerne er til stede, du kan være sikker på at frugten vil blive forlænget. Hvis det ene eller det andet mangler, det er tilbage til runden. Van der Knaap siger, at dette vil fremskynde avlsprocessen og lade avlere fokusere på vanskeligere træk som udbytte og skadedyrsresistens, der ikke lige så let kan knyttes tilbage til et eller to gener.

Så nu er spørgsmålet, betyder disse fremskridt inden for plantegenetik, at din produktionsgang snart vil indeholde firkantede tomater eller pyramideformede græskar? Ikke sandsynligt, siger van der Knaap, men ikke fordi det er teknisk umuligt. Hun siger, at der er tonsvis af bizarre mutationer i tomatgenomet, der resulterer i skøre frugter. Og da disse mutationer forekommer naturligt, de kunne isoleres og replikeres i laboratoriet.

Men problemet med firkantede tomater og anden oddball-formet frugt er todelt, van der Knaap siger. Først, der er GMO -problemet. Hvis planteavlere bruger genredigering til direkte at finjustere eller erstatte gener i madplanter, så betragtes disse stammer som GMO, og folk bliver skræmt af GMO'er i deres mad.

Sekund, helt nye frugt- og grøntsagsformer kan simpelthen smage grimt.

"Nogle mutationer er så bizarre, at ingen avler ville dyrke dem, fordi de har mange andre problemer, "siger van der Knaap." De har kun få frugter pr. plante, eller de smager forfærdeligt, fordi når du dyrker en frugt i en virkelig underlig form, du ødelægger hormonbalancen. Det er måske slet ikke særlig saftigt og velsmagende. "

Hvis du virkelig vil dyrke en firkantet tomat, siger van der Knaap, bare læg en kasse rundt om det som japanerne gør med de skøre firkantede vandmeloner. "Det ville være en avanceret tomat, "siger forskeren." Jeg ved ikke, om jeg vil betale for det. "

Folkene på Grow Your Heirlooms postede instruktioner og en video om, hvordan man dyrker en firkantet tomat ved hjælp af håndlavede plastkasser.