Έφτιαξαν τομάτα με άρωμα ποπ κορν – Έσβησαν δύο γονίδια για να το πετύχουν

Σε ερευνητικό θερμοκήπιο στην επαρχία Ζετζιάνγκ της ανατολικής Κίνας, οι τομάτες έμοιαζαν απολύτως συνηθισμένες. Ωστόσο, διέθεταν ένα αναπάντεχα γλυκό άρωμα – τη χαρακτηριστική ευωδιά του βουτυρωμένου ποπκόρν.

Η ιδιαιτερότητα αυτή δεν ήταν αποτέλεσμα τυχαίας διασταύρωσης, αλλά προσεκτικής γενετικής επέμβασης μέσω του εργαλείου CRISPR/Cas9. Οι ερευνητές απενεργοποίησαν ταυτόχρονα δύο γονίδια που καταστέλλουν αρωματικές ενώσεις, με αποτέλεσμα οι τομάτες να αποκτήσουν το γνώριμο άρωμα του εκλεκτού αρωματικού ρυζιού – παρόμοιο με φρέσκο βουτυρωμένο ποπκόρν.

Οι τομάτες αποτελούν μία από τις πιο παραγωγικές καλλιέργειες παγκοσμίως. Μόνο το 2023, η Κίνα παρήγαγε πάνω από 70 εκατομμύρια τόνους, δηλαδή περισσότερο από το ένα τρίτο της παγκόσμιας παραγωγής. Πίσω όμως από αυτή την επιτυχία κρύβεται ένα πρόβλημα που οι καταναλωτές έχουν ήδη αντιληφθεί: η απώλεια γεύσης.

Αντί να προσπαθήσουν να επαναφέρουν το παραδοσιακό γευστικό προφίλ της τομάτας, μια ομάδα Κινέζων και Αυστραλών επιστημόνων εμπνεύστηκε από το αρωματικό ρύζι. «Οι άνθρωποι προτιμούν το αρωματικό ρύζι και η τιμή του είναι υψηλότερη από του συνηθισμένου», σημείωσε ο Xu Shengchun, αναπληρωτής διευθυντής του Ινστιτούτου Βιοτεχνολογίας στο Xianghu Laboratory και συγγραφέας σχετικής μελέτης που δημοσιεύθηκε στις 24 Ιανουαρίου στο περιοδικό *Journal of Integrative Agriculture*.

Όπως εξήγησε, «οι ινδικές και ταϊλανδικές ποικιλίες έχουν αποκτήσει παγκόσμια δημοφιλία λόγω του ξεχωριστού τους αρώματος, με τιμές συχνά υπερδιπλάσιες του κοινού ρυζιού».

Το Xianghu Laboratory, νέο αγροτεχνολογικό ίδρυμα στη Ζετζιάνγκ, ξεκίνησε την κατασκευή του τον Ιούνιο του 2022, με αρχική επένδυση 3 δισ. γουάν (περίπου 434 εκατ. δολάρια). Στο αρωματικό ρύζι, η ένωση 2-acetyl-1-pyrroline (2-AP) είναι υπεύθυνη για το χαρακτηριστικό άρωμα ποπκόρν. Η συγκέντρωσή της ρυθμίζεται αρνητικά από το γονίδιο BADH2· όταν αυτό απενεργοποιείται, η 2-AP αυξάνεται.

Οι επιστήμονες είχαν ήδη αναπαράγει αυτόν τον μηχανισμό σε ρύζι, καλαμπόκι και σόγια, αλλά μέχρι σήμερα δεν υπήρχε φυσική ποικιλία τομάτας με άρωμα. Ο Xu και η ομάδα του εντόπισαν δύο ομόλογα του BADH2 στο γονιδίωμα της τομάτας, τα SlBADH1 και SlBADH2. Το δεύτερο εκφράζεται καθ’ όλη τη διάρκεια ανάπτυξης του φυτού και λειτουργεί ως κύριος «διακόπτης» καταστολής του αρώματος, ενώ το πρώτο έχει επικουρικό ρόλο.

Χρησιμοποιώντας το CRISPR/Cas9, οι ερευνητές δημιούργησαν τοματιές με μονή και διπλή μετάλλαξη. Αφού διασφάλισαν ότι δεν υπήρχαν παρενέργειες, προχώρησαν σε δοκιμές οσμής. Εθελοντές αξιολόγησαν τα φρούτα και διαπίστωσαν ότι ακόμη και η απενεργοποίηση μόνο του SlBADH2 παρήγαγε αισθητό άρωμα ποπκόρν στα φύλλα και στους καρπούς. Στις διπλές μεταλλάξεις, η ένταση του αρώματος τετραπλασιάστηκε.

Η ομάδα εξέτασε 706 δείγματα τομάτας διαφορετικής γενετικής προέλευσης, χωρίς να εντοπίσει φυσική μετάλλαξη απώλειας λειτουργίας στο SlBADH2. Με άλλα λόγια, η φύση δεν είχε ποτέ δημιουργήσει τομάτα με άρωμα ποπκόρν – το εργαστήριο το πέτυχε.

Ο Xu τόνισε ότι οι μεταλλαγμένες τομάτες δεν παρουσίασαν διαφορές σε καλλιεργητικά χαρακτηριστικά, όπως χρόνος άνθησης, ύψος φυτού, βάρος καρπού ή περιεκτικότητα σε σάκχαρα και οξέα. Έτσι, κατάφερε να ενισχύσει το άρωμα και τη γεύση χωρίς να επηρεάσει άλλα στοιχεία.

«Η συνεχιζόμενη έρευνά μας στοχεύει στην εισαγωγή αυτού του αρώματος σε εμπορικές ποικιλίες υψηλής απόδοσης», ανέφερε ο ερευνητής. «Αυτό μπορεί να ενισχύσει τη γευστική πολυπλοκότητα, αυξάνοντας την προτίμηση των καταναλωτών και την αγοραστική αξία, όπως συμβαίνει με τις αρωματικές ποικιλίες ρυζιού».