«Дайте им то, что они захотят есть»: как ученые делают овощи вкуснее, меняя их гены

В конце 1990-х годов ученые выявили химические соединения под названием глюкозинолаты — именно они придают брюссельской капусте горечь. Чтобы найти вкусный сорт, где этих соединений меньше, селекционеры начали выращивать старые семена, от которых отказались ранее из-за скудных урожаев.

Затем эти растения скрещивали с современными, более урожайными сортами и в результате нашли вкусного и «плодовитого» потомка. Так всеми нелюбимый овощ превратился в популярный гарнир.

Однако другие овощи не были приняты столь хорошо. Причина в том, что большинство селекционных решений принимаются в пользу производителей, а не потребителей.

«Можно сказать, что сейчас основным фокусом большинства селекционных программ, вероятно, является устойчивость к болезням, потому что именно от нее зависит способность фермера выращивать урожай, — рассказывает Гарри Клее, почетный профессор растениеводства Университета Флориды, который специализируется на томатах. — Качественные характеристики полностью игнорируют».

Селекционеры, которые занимаются потребительскими культурами, также сталкиваются с противоречиями, связанными с ГМО — генетически модифицированными организмами.

Хотя сейчас все одомашненные виды имеют отличную от их предков генетику, в сельском хозяйстве термин ГМО относится к растениям, которые получили гены от совершенно других видов — такие изменения подлежат строгому регулированию. Новые методы позволяют работать с собственным геномом растений, внося изменения, которые не подпадают под эти правила.

Менять вкус непросто, поскольку у разных людей разные предпочтения. К тому же даже в наилучших условиях добиться определенных вкусовых качеств гораздо сложнее, чем, например, высокой урожайности. «Мы потратили много времени и денег на выяснение того, что такое вкус, и у большинства селекционных программ нет такой возможности», — говорит Клее.

Тем не менее интерес к этой области растет. Отчасти это связано с появлением таких технологий, как редактирование генов CRISPR и секвенирование ДНК, которые обходятся достаточно дешево.

«Сейчас лучшее время для селекционеров фруктов и овощей, потому что у нас есть больше инструментов и методов», — утверждает Сьюзан Браун, селекционер яблок Корнеллского университета.

Редактирование генов

С помощью этих инструментов некоторые компании создают более вкусные овощи. Например, Pairwise борется глюкозинолатами — теми же соединениями, что делали брюссельскую капусту горькой. На этот раз исследователи модифицируют салатную зелень, а также вооружены наукой о редактировании генов.

Хотя капуста кале особенно полезна, многие предпочитают менее горькие салаты романо и айсберг. Поэтому в Pairwise выяснили, как с помощью CRISPR изменить вкус листовой горчицы, напоминающей капусту кале.

Фото в тексте: Kitreel / Shutterstock

Ученые отключили гены, кодирующие фермент под названием мирозиназа, который расщепляет глюкозинолаты и создает горечь при пережевывании листа. В результате получилась полезная, но менее горькая зелень, которая продается под брендом Conscious Foods.

По словам основателя и CEO Pairwise Тома Адамса, редактирование генов позволяет успешно «удалить то, что не нравится людям». Но чтобы создавать более сложные вкусы, лучше использовать традиционную селекцию, добавляет он.

Вертикальные фермы

Традиционную селекцию применяет другая компания, Plenty, которая также пытается улучшить вкус с помощью высоких технологий. Ее цель — изменить образ мышления, который изначально привел нас к безвкусным овощам.

Вместо того чтобы выращивать сорта, пригодные для хранения и транспортировки, Plenty сокращает расстояние между полем и столом. Компания выращивает растения на закрытых вертикальных фермах, расположенных ближе к потребителям, благодаря чему продукция сохраняет свежесть, рассказывает Нейт Стори, основатель и главный научный сотрудник Plenty.

Читайте по теме:

CRISPR, светящиеся белки и оптогенетика: три эффективных метода, которые ученые заимствовали у природы

По словам Стори, Plenty решила начать с зелени, и ее команда вырастила на своих фермах тысячи традиционных сортов. Затем исследователи отобрали те, что дали наиболее вкусный урожай, не выводя новые сорта.

«Нет необходимости заново изобретать колесо, — говорит Стори об этом методе. — Мы просто проверяем все существующие колеса и находим те, которые работают в нашей системе лучше всего».

Однако это не всегда удается. Например, метод не сработал для томатов, поэтому компания создает собственный сорт, используя ускоренную версию традиционной селекции.

Эпигенетика

Sound Agriculture создает более вкусные помидоры, используя эпигенетику, которая меняет экспрессию генов, а не их сами. Этот подход снижает выработку нежелательных соединений, мешая их генетическим последовательностям транскрибироваться.

По словам Трэвиса Байера, основателя и технического директора Sound Agriculture, ученые пока только выясняют, как именно изменить экспрессию так, чтобы получить желаемый результат. «Наука об эпигенетике растений очень интересна и развивается довольно быстро», — говорит он.

Первый эпигенетически выращенный продукт Sound Agriculture — помидор Summer Swell — поступит в продажу этой весной. Компания также работает над листовой зеленью и несколькими видами фруктов.

Все эти производители надеются, что вкусные фрукты и овощи выполнят задачу, с которой десятилетиями не справлялись руководства по питанию, а именно убедят людей потреблять эти продукты в рекомендованных количествах.

«Не тратьте время на разговоры о том, как научить людей лучше питаться, — говорит Клее. — Просто дайте им более вкусные продукты, которые они захотят съесть».

Источник.

Фото на обложке: Pixel-Shot / Shutterstock