Учените са идентифицирали ген, отрицателна мутация, която води до изключително високи добиви на доматите. Те смятат, че тяхното откритие може да бъде използвано и за други култури, се казва в статия, публикувана в електронното издание на вестник Nature Genetics.

„Това откритие може да има ефект върху производството на домати и методите на земеделските практики, преназначени за получаване на максимален добив от цъфтящите растения” - казва Зак Липман (Zach Lippman) от лабораторията в Колд Спринг Харбор, САЩ, водещ автор на изследването, цитиран от пресцентъра на лабораторията.

Става въпрос за ефекта на т. нар. хетерозиса - когато хибридите, получени от кръстосване на два растителни вида или две породи животни, са по-жизнеспособни от предците си, дават повече плодове (вълна, месо и т.н.). Независимо от факта, че ефектът за първи път научно е описан от Чарлз Дарвин през 1876 г. и след това отново е открит от генетика Джордж Шулл (George Schull) 30 години по-късно, до сега учените не знаеха естеството на това явление.

Съгласно една от теориите, явлението на хетерозиса се проявява от факта, че в генома на единия вид (сорт) съгласно еволюцията се натрупват неблагоприятни мутации, в които се съхраняват рецесивните гени. Поради това, че тези рецесивни мутации могат да бъдат достатъчно много, при появата на поколение у единия сорт (порода), някои от тях могат да се проявят и да намалят неговите жизнени качества. При кръстосване на различни породи или сортове тези негативни мутации се блокират от доминантните форми на гените много по-активно, което води до проява на поколение с отлични качества.

Според друга хипотеза, едно или друго превъзхождащо качество на потомството в резултат на хетерозиса се проявява, не заради успешна комбинация на доминантните гени на двамата родители, а поради задействането на един единствен ген.

До момента двете хипотези съществуват паралелно, но ново изследване на Липман и колегите му Ури Крегер (Uri Krieger) и проф. Дани Замир (Dani Zamir) от Еврейския университет в Ерусалим са успели да докажат, че втората хипотеза е по-справедлива.

В работата си чрез пример с доматени растения, учените показват, че за хетерозиса отговаря само един ген, който кодира синтеза на белтъка флориген, което от своя страна контролира настъпването на цъфтежа на растенията. За да допринесе растението 60% повече добив в сравнение с най-добрите сортове домати е необходимо в неговата ДНК да има съчетание на мутирали варианти на този ген и неговия нормален аналог. В този случай, растението спира да се разраства и започва да цъфти по начин, който носи максимална реколта от домати.

За да се идентифицира гена, учените са използвали библиотека от 5 хиляди доматени растения, във всяко от които е бил преднамерено повреден чрез генетични методи един единствен ген. В процеса на работа учените са подбрали 33 растения от тази картотека, а след това са ги кръстосали с нормални аналози без повреден ген и са дочакали плододаване.

„Ние показахме, че с цел повишаване на добивите не трябва да се карат растенията да изработват твърде много или твърде малко флориген. Мутацията в едно от двете копия на гена в ДНК на домата води до образуването на точно такава концентрация, която предизвиква хетерозиса.” - добавя Липман.

„Мутантните растения до този момент се възприемаха като отпадъци на възпроизводството в селското стопанство, тъй като учените смятаха, че мутациите могат да оказват само негативен ефект върху растежа. Нашите изследвания показват, че кръстосването на мутантни и нормални форми на растенията може да бъде много мощно средство за увеличаване не само на добива на домати, но и на други видове селскостопански растения” - заключава ученият.