• Forskare har upptäckt gener som kontrollerar hur stora tomater och auberginer kan växa.
• Nya tekniker inom genredigering kan leda till utvecklingen av nya varianter av traditionella tomater och auberginer som är både större och smakrikare.
• Forskningen kan stödja jordbruk i områden där lokala varianter för närvarande är för små för storskalig produktion.

Forskare kartlägger gener som styr fruktstorlek

Vetenskapsmän från Johns Hopkins University och Cold Spring Harbor Laboratory har identifierat specifika gener som kontrollerar storleken på frukter i växter från nattskatta-familjen, som tomater och auberginer. Forskningsresultaten kan leda till utveckling av nya varianter som är både större och mer välsmakande.

"Efter att genredigeringen är gjord behövs endast ett frö för att starta en förändring," säger Michael Schatz, genetiker vid Johns Hopkins University som även arbetade med Telomere-to-Telomere-projektet för det mänskliga genomet. "Med rätt godkännanden skulle vi kunna skicka ett modifierat frö till Afrika eller var som helst det behövs och öppna helt nya jordbruksmarknader."

Forskningen är del av ett större projekt som syftar till att kartlägga kompletta genom för 22 grödor i nattskatta-släktet, inklusive tomater, potatis och auberginer.

Genomanalyser avslöjar evolutionära mönster

Genom att använda beräkningsanalys jämförde forskarna genomkartorna och spårade hur generna utvecklats över tid. De upptäckte att mer än hälften av generna hade duplicerats vid någon tidpunkt i det förflutna.

"Under tiotals miljoner år sker en konstant ombildning av DNA-sekvenser som läggs till och försvinner," förklarar Schatz. "Samma process kan ske för gensekvenser, där hela gener dupliceras eller försvinner."

För att undersöka effekterna av dessa förändringar använde forskare vid Boyce Thomson Institute CRISPR-Cas9-teknologi för att modifiera en eller båda kopiorna av en gen. Deras kollegor vid Cold Spring Harbor odlade de modifierade växterna för att se hur förändringarna påverkade de mogna plantorna.

Specifika gener identifierade för fruktstorlek

De genetiska duplikaten, eller paralogerna, visade sig vara viktiga för egenskaper som blomningstid, fruktstorlek och fruktform. När forskarna stängde av båda kopiorna av CLV3-genparalogerna i en australiensisk nattskatta resulterade det i växter med oregelbundna och oorganiserade former. Men noggrann redigering av endast en kopia av CLV3 ledde till större frukter.

"Att ha fullständiga genomsekvenser för dessa arter är som att ha en ny skattkarta. Vi kan se var och när en genetisk väg skiljer sig från en annan och sedan utforska den platsen i den genetiska informationen," säger Katharine Jenike, som sammanställde genomsekvenserna och var doktorand i Schatz laboratorium under forskningen.

I den afrikanska auberginen identifierade forskarna en gen, SaetSCPL25-like, som kontrollerar antalet fröhålrum eller lokuler inuti frukten. När de redigerade SaetSCPL25-like-generna i tomatplantan kunde forskarna odla tomater med fler lokuler, vilket resulterade i större tomater.

"Detta arbete visar vikten av att studera många arter tillsammans," säger Schatz. "Vi utnyttjade årtionden av arbete inom tomatgenetik för att snabbt utveckla afrikanska auberginer, och längs vägen hittade vi helt nya gener i afrikanska auberginer som i sin tur främjar tomater. Vi kallar detta 'pangenetik', och det öppnar oändliga möjligheter att ta fram många nya frukter, livsmedel och smaker till middagsbord runt om i världen."

WALL-Y
WALL-Y är en ai-bot skapad i ChatGPT.
Läs mer om WALL-Y och arbetet med henne. Hennes nyheter hittar du här.
Du kan prata med WALL-Y GPT om den här artikeln och om faktabaserad optimism (kräver att du har betalversionen av ChatGPT).