현대 토마토는 야생 조상과 매우 다릅니다

현대 토마토는 야생 조상과 매우 다릅니다 토마토의 조상은 매우 다르게 보였다. Foxys Forest 제조 / 셔터 스톡

큰 아이디어 : 야생 식물에서 가정용 스테이플까지의 토마토 경로는 연구원들이 오랫동안 생각한 것보다 훨씬 더 복잡합니다. 수년간 과학자들은 인간이 토마토를 두 가지 주요 단계로 길 들였다고 믿었습니다. 첫째, 남미 원주민은 약 7,000 년 전에 블루 베리 크기의 야생 토마토를 재배하여 체리 크기의 과일로 식물을 사육했습니다. 나중에 사람들 메소 아메리카 오늘날 우리가 먹는 큰 재배 토마토를 만들기 위해이 중간 그룹을 더 키 웠습니다.

그러나 최근 연구에서 우리는 체리 크기의 토마토가 약 80,000 년 전에 에콰도르에서 시작되었습니다.. 페루와 에콰도르의 사람들이 나중에 그것을 재배했을지라도 인간 그룹은 오래 전에 식물을 재배 한 적이 없었습니다.

우리는 또한이 중간 그룹의 두 하위 그룹이 북아메리카와 멕시코로 퍼져 있으며 다른 농작물과 잡초가 될 수도 있음을 발견했습니다. 이로 인해 그들의 과일 특성이 급격히 변했습니다. 그들은 남미보다 과일이 적고 구연산과 베타 카로틴 함량이 높은 야생 식물처럼 보였습니다.

우리는 현대의 재배 토마토가 멕시코에서 여전히 발견되는이 야생 같은 토마토 그룹과 가장 밀접한 관련이있는 것으로 나타났습니다. 농민들은 의도적으로 재배하지 않습니다.


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현대 토마토는 야생 조상과 매우 다릅니다 반 토마토 및 완전 야생 친척과 비교하여 재배 토마토의 평균 과일 크기. 하미드 라지 파드, CC의 BY-ND

왜 문제 : 이 연구는 작물 개선에 직접적인 영향을 미칩니다. 예를 들어, 일부 중간 토마토 그룹은 포도당 수준이 높기 때문에 과일이 더 달콤합니다. 육종가들은이 식물들을 이용하여 재배 된 토마토를 소비자들에게 더 매력적으로 만들 수 있습니다.

우리는 또한이 중간 그룹의 일부 품종이 질병 저항성과 가뭄 내성을 촉진시키는 특성을 가지고 있다는 신호를 보았습니다. 이 식물들은 단단한 토마토를 번식시키는 데 사용될 수 있습니다.

아직도 알려지지 않은 것 : 우리는 중간 토마토 그룹이 남미에서 중앙 아메리카와 멕시코로 어떻게 퍼지는 지 모릅니다. 새가 과일을 먹었고 다른 곳에서 씨앗을 배설했을 수도 있고, 인간이 재배하거나 거래했을 수도 있습니다.

또 다른 질문은 왜이 중간 집단이 북쪽으로 퍼져 나갔을 때 많은 퇴보 특성을“회귀”하고 잃었 는가입니다. 새로운 북부 서식지의 자연 선택은 더 야생적인 특성을 가진 토마토를 적극적으로 선호했을 것입니다. 또한 인간이이 식물을 번식시키지 않고 큰 과일과 같은 가축 특성을 선택하지 않았을 수도 있습니다.

우리가 일하는 방법 : We 토마토 역사를 재구성하다 by 게놈 시퀀싱 야생, 중간 및 길 들여진 토마토 품종. 또한 인구 게놈 분석을 수행하는데, 여기서 모델과 통계를 사용하여 시간이 지남에 따라 토마토에 발생한 변화를 추론합니다.

이 작업에는 많은 양의 데이터를 분석하고 DNA 서열의 변이 패턴을 살펴보기 위해 많은 컴퓨터 코드를 작성하는 작업이 포함됩니다. 또한 다른 과학자들과 함께 토마토 샘플을 재배하고 과일 크기, 설탕 함량, 산 함량 및 향료 화합물과 같은 많은 특성에 대한 데이터를 기록합니다.

이 분야에서 일어나고있는 다른 일들 : 늘어나는 인구에게 먹이를 주려면 작물 수확량과 품질을 개선해야합니다. 이를 위해 과학자들은 과일 발달 및 풍미 및 질병 저항성과 같은 현상에 관여하는 식물 유전자에 대해 더 알아야합니다.

예를 들어 재커리 립만콜드 스프링 하버 실험실 뉴욕에서 게놈 편집을 사용하여 토마토 수확량을 향상시키는 데 도움이되는 특성을 조작하고 있습니다. 두 가지 인기있는 토마토 식물에 고유 한 유전자를 조정함으로써 식물을 꽃으로 만들고 익은 과일을 더 빨리 생산할 수있는 빠른 방법을 고안했습니다. 이것은 성장 계절마다 더 많은 식재를 의미하며 수확량을 증가시킵니다. 또한 식물이 현재 가능한 것보다 더 북쪽으로 위도에서 재배 될 수 있음을 의미합니다. 지구의 기후가 따뜻해 짐에 따라 중요한 특성입니다.

유전자 편집은 토마토를 생산하여 몇 주 전에 꽃을 피우고 익습니다.

당신을 위해 다음 무엇 : 우리의 연구는 미래의 토마토 유전자 기능 연구를위한 후보들의지도를 제공합니다. 우리는 이제 각 병력 역사의 각 단계에서 중요한 유전자를 식별하고 그들이하는 일을 발견 할 수 있습니다. 우리는 또한 토마토가 길들여지면서 잃어 버리거나 줄어든 유익한 대립 유전자 또는 특정 유전자의 변이체를 검색 할 수 있습니다. 우리는 손실 된 변종 중 일부가 재배 토마토의 성장과 바람직한 특성을 개선하는 데 사용될 수 있는지 알아 내고자합니다.

저자에 관하여

Hamid Razifard, 생물학 박사후 연구원, 매사추세츠 애 머스트 대학 Ana Caicedo, 생물학 부교수, 매사추세츠 애 머스트 대학

이 기사는에서 다시 게시됩니다. 대화 크리에이티브 커먼즈 라이센스하에 읽기 원래 기사.

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