Zlepšení kvality ovoce při zachování normálnírůst rostlinvždy představovalo velkou výzvu v zemědělství. Nová studie naznačuje, že dosažení této rovnováhy může být snazší, než se dříve myslelo. Vědci zjistili, že zvýšení aktivity konzervovaného „čistšího genu“ může současně zlepšit jak nutriční hodnotu, tak organoleptické vlastnosti ovoce. Zvýšením exprese genu spojeného s tRNA zvýšil výzkumný tým hladiny antokyanů a terpenoidů – sloučenin, které ovlivňují barvu, aroma a antioxidační vlastnosti ovoce. Tato zlepšení neměla žádný měřitelný vliv na vývoj rostlin, velikost plodů ani obsah cukru. Výsledky odhalují neočekávanou roli genů typicky spojených se základní buněčnou funkcí a dokazují, že mohou také ovlivňovat klíčové metabolické vlastnosti ovoce.
Antokyany a terpenoidy hrají zásadní roli v barvě, chuti, vůni a celkové nutriční hodnotě ovoce. Pokusy o zvýšení obsahu těchto sloučenin však často vedou k nežádoucím vedlejším účinkům. Je to proto, že jejich produkce je úzce spojena s rostlinnými hormony. Například cytokininy regulují jak růst rostlin, tak sekundární metabolismus, takže změna jejich hladin může změnit strukturu a růstové charakteristiky rostlin.
Málo známá třída genů souvisejících s cytokininy – isopentenyltransferázy typu tRNA – se dočkala relativně malé pozornosti. Předpokládá se, že tyto geny vykonávají spíše běžné buněčné funkce než aktivně regulují rostlinné vlastnosti. Zda mohou zlepšit kvalitu plodů, aniž by ovlivnily růst rostlin, zůstává nejasné, a proto si zaslouží další studium.
Výzkumníci z Nanjingské zemědělské univerzity a Univerzity v Connecticutu publikovali článek v časopise *Horticultural Research*, ve kterém zkoumali tuto možnost na příkladu lesních jahod. Zaměřili se na gen FveIPT2, který je zodpovědný za správu rostlin. Genetickou modifikací rostlin za účelem zvýšení úrovně exprese tohoto genu pozorovali významné zlepšení kvality plodů.
Transgenní rostliny vykazovaly ve zralých plodech významně vyšší hladiny antokyanů a terpenoidů ve srovnání s rostlinami divokého typu, ale nevykazovaly žádné rozdíly v růstu, velikosti plodů ani obsahu cukru. Tento objev zpochybňuje dlouhodobé přesvědčení, že geny pro chov hrají pouze pasivní roli, a zdůrazňuje jejich obrovský potenciál pro šlechtění plodin.
Gen FveIPT2 se podílí na modifikaci tRNA a je spojen se syntézou cis-zeatinu (cytokininu). Na rozdíl od jiných genů souvisejících s cytokininy, které mají významný vliv na růst rostlin, zvýšená aktivita FveIPT2 způsobuje pouze drobné změny v celkových hladinách cytokininů. Vývoj rostlin probíhá normálně, bez zjevných abnormalit. Kvetení a plodnost probíhají podle očekávání, bez změn hmotnosti, tvaru nebo sladkosti plodu.
Navzdory stabilnímu růstu rostlin došlo k významným změnám v chemickém složení plodů. Zvýšily se hladiny antokyanů, flavonoidů a fenolických sloučenin, což vedlo k intenzivnější červené barvě. Detailní analýza odhalila významné zvýšení hladin devíti specifických antokyanů, včetně sloučenin odvozených od kyanidinu a pelargonidinu, které jsou známé svými antioxidačními vlastnostmi.
Zároveň se zvýšil obsah téměř poloviny detekovaných terpenoidních sloučenin. Mezi tyto terpenoidní sloučeniny patří monoterpeny, seskviterpeny a triterpeny, které hrají důležitou roli v aroma a chuti.
Tyto změny se neomezují pouze na barvu a nutriční složky. Zvýšily se hladiny aromatických sloučenin spojených s příjemnými květinovými vůněmi, jako je linalool. Naopak se snížily hladiny sloučenin spojených s štiplavými, pryskyřičnými pachy. Studie genové exprese potvrdily, že klíčové dráhy zodpovědné za produkci a transport těchto sloučenin se staly aktivnějšími.
Tyto výsledky dohromady ukazují, že FveIPT2 může selektivně zlepšit chemii plodů, aniž by vyvolal typické hormonální změny, které ovlivňují růst.
Výzkumníci poznamenali: „Tato studie ukazuje, že to, co běžně označujeme jako ‚geny pro hospodaření‘, může mít překvapivě specifické a významné účinky. Zaměřením se na geny typu tRNA spíše než na tradiční hormonální regulátory jsme byli schopni zlepšit barvu, chuť a nutriční složení plodů bez ovlivnění růstu, zatímco metabolické inženýrství má obvykle negativní účinky na růst. Tyto výsledky naznačují, že základní buněčné dráhy mohou jemně ovlivňovat kvalitu plodů a poskytovat šlechtitelům nové nástroje, které jsou účinné i šetrné.“
Výsledky ukazují, že FveIPT2 je slibná a účinná metoda pro zlepšení kvality plodů jahod a dalších zemědělských plodin. Protože tato metoda zvyšuje obsah prospěšných pigmentů a aromatických sloučenin bez snížení výnosu nebo životaschopnosti rostlin, je obzvláště důležitá pro pěstování vysoce kvalitních zemědělských produktů.
V širším smyslu tato studie zpochybňuje představu, že geny pro správu plodin se podílejí pouze na běžných buněčných procesech. Identifikací jejich vlivu na sekundární metabolismus studie navrhuje nové strategie pro zvýšení výnosů plodin při zachování jejich kvality.
Tento článek poskytla Akademie věd Zemědělské univerzity v Nanjingu. Poznámka: Obsah může vyžadovat úpravy z důvodu formátování a požadavků na délku.
Přihlaste se k odběru bezplatného e-mailového zpravodaje ScienceDaily a dostávejte denní a týdenní aktualizace. Nebo si prohlédněte naše četné zdroje zpráv ve své RSS čtečce:
Podělte se o své myšlenky na ScienceDaily – vítáme všechny komentáře, pozitivní i negativní. Máte problémy s používáním webu? Máte nějaké otázky?
Čas zveřejnění: 8. května 2026
