Σύμφωνα με πρόσφατες μελέτες, το γονίδιο SIAN2 μπορεί να βελτιώσει την αντοχή της καλλιέργειας στις χαμηλές θερμοκρασίες, ανοίγοντας το δρόμο για την ανάπτυξη πιο ανθεκτικών ποικιλιών..
Η ευαισθησία σε χαμηλές θερμοκρασίες αντιπροσωπεύει έναν από τους κύριους περιορισμούς στην καλλιέργεια της τομάτας ( Solanum lycopersicum L. ), με αρνητικές συνέπειες στην ανάπτυξη, την παραγωγικότητα και την ποιότητα των καρπών. Η συμβολή της γενετικής, ωστόσο, ανοίγει νέες προοπτικές. Ειδικότερα, όσον αφορά τη δυνατότητα απόκτησης ανθεκτικών στο κρύο ποικιλιών τομάτας.
Συγκεκριμένα, μια μελέτη που διεξήχθη από ομάδα ερευνητών από την Κίνα έχει τονίσει τον κρίσιμο ρόλο του γονιδίου SlAN2 στη βελτίωση της αντίστασης στο κρύο της καλλιέργειας μέσω της ρύθμισης του μεταβολισμού του γλυκολυτικού και του ασκορβικού οξέος.
Ανθεκτική στο κρύο ντομάτα: Ένα βήμα μπροστά στη γενετική των φυτών
Γνωστές για τη συμμετοχή τους στην απόκριση των φυτών σε αβιοτικά στρες, συμπεριλαμβανομένης της έκθεσης σε χαμηλές θερμοκρασίες, οι ανθοκυανίνες είναι δευτερογενείς μεταβολίτες με αντιοξειδωτικές και φωτοπροστατευτικές ιδιότητες. Στην ντομάτα, αυτοί οι μεταβολίτες μπορούν να συντεθούν από το SlAN2, έναν μεταβολίτη με αντιοξειδωτικές και φωτοπροστατευτικές ιδιότητες. Εξ ου και η ερευνητική εργασία που εξέτασε την αποτελεσματικότητα του γονιδίου SlAN2, συγκρίνοντας διαγονιδιακές γραμμές τομάτας με υπερέκφραση του SlAN2 (A189) και των άγριων γραμμών (WT).
Οι σπόροι ντομάτας σπάρθηκαν σε δίσκους με μικτό υπόστρωμα τύρφης, βερμικουλίτη και περλίτη (2:1:1) και αναπτύχθηκαν σε επωαστήρα με κύκλο φωτός-σκότους 16/8 ωρών στους 25 °C, μέχρι να εμφανιστούν τέσσερα αληθινά φύλλα. Μόλις φτάσουμε στο στάδιο των έξι φύλλων, τα σπορόφυτα μεταφέρθηκαν σε γλάστρες και υποβλήθηκαν σε ψυχρή καταπόνηση στους 4 °C. Στη συνέχεια, στις 9 και 24 ώρες μετά την έκθεση, ελήφθησαν δείγματα φύλλων. Για να εξασφαλιστούν αξιόπιστα αποτελέσματα, πραγματοποιήθηκαν πολλαπλές επαναλήψεις για κάθε ομάδα τομάτας και τα δείγματα που προέκυψαν καταψύχθηκαν σε υγρό άζωτο και αποθηκεύτηκαν στους -80 °C για επακόλουθες γενετικές και μεταβολικές αναλύσεις.
Η ανάλυση που διεξήχθη μέσω μεταγραφικών και μεταβολομικών τεχνικών αποκάλυψε ότι, μετά από 24 ώρες στους 4 °C, οι διαγονιδιακές σειρές παρουσίασαν υψηλότερα επίπεδα ανθοκυανινών, εξόζες και ασκορβικού οξέος.
Τα αποτελέσματα: πιο δυνατές και πιο ανθεκτικές ντομάτες
Η μελέτη τόνισε ότι η έκφραση SlAN2 οδηγεί σε μειωμένη γλυκολυτική δραστηριότητα μέσω της μείωσης της ρύθμισης βασικών γονιδίων όπως η φωσφοφρουκτοκινάση (PFK) και η πυροσταφυλική κινάση (PK). Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη συσσώρευση εξόζων, οι οποίες παίζουν διπλό ρόλο: αφενός μειώνουν το οσμωτικό δυναμικό των κυττάρων, μειώνοντας το σημείο πήξης τους, αφετέρου παρέχουν υποστρώματα για τη σύνθεση του ασκορβικού οξέος. Οι δοκιμές έδειξαν επίσης ότι η δραστηριότητα των αντιοξειδωτικών ενζύμων (APX, CAT) στις σειρές A189 ήταν σημαντικά υψηλότερη από ό,τι στα φυτά τομάτας άγριου τύπου WT, υποδεικνύοντας αυξημένη αντοχή στο οξειδωτικό στρες και βελτιωμένη ισορροπία αντίστασης. Επιπλέον, η χαμηλότερη περιεκτικότητα σε MDA (δείκτης κυτταρικής βλάβης) στις ντομάτες A189 υποδηλώνει υψηλότερη ακεραιότητα των κυτταρικών μεμβρανών. Ακόμη πιο σημαντικά είναι τα δεδομένα που προέκυψαν από την παρατήρηση της κατάστασης των φύλλων μετά από παρατεταμένη έκθεση στο κρύο: μετά από 24 ώρες, μάλιστα, τα γενετικά τροποποιημένα φυτά εμφάνισαν μόνο μια ελαφριά κάμψη των φύλλων, χωρίς εμφανή σημάδια βλάβης, σε σύγκριση με τα φυτά WT που, αντίθετα, ήταν έντονα κατσαρωμένα και με εμφανή σημάδια νέκρωσης.
Ένα πιο ανθεκτικό μέλλον για την καλλιέργεια τομάτας
Τα αποτελέσματα που προέκυψαν κατά τον πειραματισμό ανοίγουν ενδιαφέρουσες προοπτικές για την καλλιέργεια τομάτας ανθεκτικών σε ψυχρά κλίματα ή σε προστατευμένα περιβάλλοντα , όπως τα χειμερινά θερμοκήπια. Η δυνατότητα επιλογής ποικιλιών με υψηλότερη έκφραση του SlAN2 θα μπορούσε να προσφέρει ανταγωνιστικό πλεονέκτημα στους αγρότες μειώνοντας τις απώλειες παραγωγής λόγω ψύχους και βελτιώνοντας την ποιότητα των καλλιεργειών. Χρειάζεται τώρα περαιτέρω έρευνα για να διερευνηθεί περαιτέρω ο ρόλος του SlAN2 στη ρύθμιση άλλων μηχανισμών προσαρμογής στο κρύο και να αξιολογηθεί η αλληλεπίδρασή του με άλλους μεταγραφικούς παράγοντες . Επιπλέον, θα είναι σημαντικό να αναλυθούν οι πιθανές επιπτώσεις της υπερέκφρασης SlAN2 στη συνολική ανάπτυξη των φυτών, εξισορροπώντας την αντίσταση στο ψύχος και την παραγωγικότητα. Αυτό που είναι αναμφισβήτητο είναι η συνάφεια αυτής της μελέτης: μια σταθερή βάση για τη γενετική βελτίωση και επέκταση του ποικιλιακού πανοράματος αυτής της καλλιέργειας.
Ilaria De Marinis
© fruitjournal.com
