Zlepšenie kvality ovocia pri zachovaní normálnejrast rastlínbola v poľnohospodárstve vždy veľkou výzvou. Nová štúdia naznačuje, že dosiahnutie tejto rovnováhy môže byť jednoduchšie, ako sa doteraz predpokladalo. Vedci zistili, že zvýšenie aktivity konzervovaného „čistejšieho génu“ môže súčasne zlepšiť nutričnú hodnotu aj organoleptické vlastnosti ovocia. Zvýšením expresie génu spojeného s tRNA výskumný tím zvýšil hladiny antokyanov a terpenoidov – zlúčenín, ktoré ovplyvňujú farbu, arómu a antioxidačné vlastnosti ovocia. Tieto zlepšenia nemali žiadny merateľný vplyv na vývoj rastlín, veľkosť plodov ani obsah cukru. Výsledky odhaľujú neočakávanú úlohu génov, ktoré sa typicky spájajú so základnou bunkovou funkciou, čo dokazuje, že môžu ovplyvniť aj kľúčové metabolické vlastnosti ovocia.
Antokyány a terpenoidy hrajú dôležitú úlohu vo farbe, chuti, aróme a celkovej nutričnej hodnote ovocia. Pokusy o zvýšenie obsahu týchto zlúčenín však často vedú k nežiaducim vedľajším účinkom. Je to preto, že ich produkcia je úzko spojená s rastlinnými hormónmi. Napríklad cytokiníny regulujú rast rastlín aj sekundárny metabolizmus, takže zmena ich hladín môže zmeniť štruktúru a rastové charakteristiky rastlín.
Málo známa trieda génov súvisiacich s cytokinínmi – izopentenyltransferázy typu tRNA – získala relatívne malú pozornosť. Predpokladá sa, že tieto gény vykonávajú skôr bežné bunkové funkcie ako aktívne regulujú rastlinné vlastnosti. Či dokážu zlepšiť kvalitu plodov bez ovplyvnenia rastu rastlín, zostáva nejasné, a preto si zaslúžia ďalšie štúdium.
Výskumníci z Poľnohospodárskej univerzity v Nanjingu a Univerzity v Connecticute publikovali článok v časopise *Horticultural Research*, v ktorom skúmali túto možnosť na príklade lesných jahôd. Zamerali sa na gén pre udržiavanie zdravia s názvom FveIPT2. Genetickou modifikáciou rastlín s cieľom zvýšiť úroveň expresie tohto génu pozorovali významné zlepšenie kvality plodov.
Transgénne rastliny vykazovali v zrelých plodoch výrazne vyššie hladiny antokyanov a terpenoidov v porovnaní s rastlinami divokého typu, ale nepreukázali žiadne rozdiely v raste, veľkosti plodov ani obsahu cukru. Tento objav spochybňuje dlhodobé presvedčenie, že gény pre chov hrajú iba pasívnu úlohu, a zdôrazňuje ich obrovský potenciál pre zlepšenie plodín.
Gén FveIPT2 sa podieľa na modifikácii tRNA a je spojený so syntézou cis-zeatínu (cytokinínu). Na rozdiel od iných génov súvisiacich s cytokinínmi, ktoré majú významný vplyv na rast rastlín, zvýšená aktivita FveIPT2 spôsobuje len malé zmeny v celkových hladinách cytokinínov. Vývoj rastlín prebieha normálne, bez akýchkoľvek zjavných abnormalít. Kvitnutie a plodenie prebiehajú podľa očakávaní, bez zmien v hmotnosti, tvare alebo sladkosti plodov.
Napriek stabilnému rastu rastlín došlo k významným zmenám v chemickom zložení plodov. Zvýšili sa hladiny antokyánov, flavonoidov a fenolových zlúčenín, čo viedlo k intenzívnejšej červenej farbe. Podrobná analýza odhalila významné zvýšenie hladín deviatich špecifických antokyánov vrátane zlúčenín odvodených od kyanidínu a pelargonidínu, ktoré sú známe svojimi antioxidačnými vlastnosťami.
Zároveň sa zvýšil obsah takmer polovice zistených terpenoidných zlúčenín. Medzi tieto terpenoidné zlúčeniny patria monoterpény, seskviterpény a triterpény, ktoré hrajú dôležitú úlohu v aróme a chuti.
Tieto zmeny sa neobmedzujú len na farbu a nutričné zložky. Zvýšili sa hladiny aromatických zlúčenín spojených s príjemnými kvetinovými vôňami, ako je linalool. Naopak, hladiny zlúčenín spojených so štipľavými, živicovými vôňami sa znížili. Štúdie génovej expresie potvrdili, že kľúčové dráhy zodpovedné za produkciu a transport týchto zlúčenín sa stali aktívnejšími.
Tieto výsledky spoločne ukazujú, že FveIPT2 dokáže selektívne zlepšiť chemické zloženie plodov bez vyvolania typických hormonálnych zmien, ktoré ovplyvňujú rast.
Výskumníci poznamenali: „Táto štúdia dokazuje, že to, čo bežne označujeme ako „gény pre udržiavanie domácnosti“, môže mať prekvapivo špecifické a významné účinky. Zameraním sa na gény typu tRNA namiesto tradičných hormonálnych regulátorov sme dokázali zlepšiť farbu, chuť a nutričné zloženie ovocia bez ovplyvnenia rastu, zatiaľ čo metabolické inžinierstvo má zvyčajne negatívne účinky na rast. Tieto výsledky naznačujú, že základné bunkové dráhy môžu jemne ovplyvňovať kvalitu ovocia a poskytovať šľachtiteľom nové nástroje, ktoré sú účinné aj šetrné.“
Výsledky ukazujú, že FveIPT2 je sľubná a účinná metóda na zlepšenie kvality plodov jahôd a iných poľnohospodárskych plodín. Keďže táto metóda zvyšuje obsah prospešných pigmentov a aromatických zlúčenín bez zníženia výnosu alebo životaschopnosti rastlín, je obzvlášť dôležitá pre pestovanie vysokokvalitných poľnohospodárskych produktov.
V širšom zmysle táto štúdia spochybňuje predstavu, že gény pre údržbu sú zapojené iba do bežných bunkových procesov. Identifikáciou ich vplyvu na sekundárny metabolizmus štúdia navrhuje nové stratégie na zvýšenie výnosov plodín pri zachovaní ich kvality.
Tento článok poskytuje Akadémia vied Poľnohospodárskej univerzity v Nanjingu. Poznámka: Obsah môže vyžadovať úpravu z dôvodu formátovania a požiadaviek na dĺžku.
Prihláste sa na odber bezplatného e-mailového spravodajcu ScienceDaily a dostávajte denné a týždenné aktualizácie. Alebo si prezrite naše mnohé zdroje správ vo svojej čítačke RSS:
Podeľte sa o svoje myšlienky na ScienceDaily – vítame všetky komentáre, pozitívne aj negatívne. Máte problémy s používaním stránky? Máte nejaké otázky?
Čas uverejnenia: 8. mája 2026
