الجينوم الشامل يعيد النكهة للطماطم

يلاحظ أن معظم أنواع الطماطم التي يتم شراؤها من المتاجر حاليا لا تحتوي على نكهة الطماطم المميزة المعروفة لدى الأجيال السابقة.

وقد وجد علماء من دائرة البحوث الزراعية ومعهد بويس طومسون في الولايات المتحدة سبب ذلك ونشروه في ورقة بحثية مؤخرا في دورية “نيتشر جينيتيكس”.

فقد تمكن العلماء من فك تسلسل الجينوم الشامل لنحو 725 صنفا من الطماطم المزروعة والبرية، ورسم خرائط وراثية لقرابة 5000 جين غير موثقين سابقا، مما يساعد مربي النباتات على تطوير سلالات أفضل.

الجينوم الشامل
وفك الباحثون في السابق تسلسل جينوم الطماطم عام 2012 بعد تسع سنوات كاملة من الدراسة التي قام بها علماء من 14 دولة مختلفة. وقد أكد العلماء أن الطماطم تحتوي على 31760 جينا.

ومؤخرا، أنهى عالم الأحياء الجزيئية جيمس جيوفانوني من معمل أبحاث التربة والتغذية التابع لدائرة البحوث الزراعية، وعالم المعلوماتية الحيوية تشانغ جون فاي من معهد بويس طومسون، وكلاهما في إيثاكا بولاية نيويورك، بناء الجينوم الشامل أو “البان جينوم” للطماطم المزروعة وأقربائها من الأنواع البرية.

والجينوم الشامل هو المجموعة الجينية الكاملة لجميع السلالات داخل الفرع الحيوي أو المجموعة الوحيدة الأصل التي هي عبارة عن زمرة تصنيفية تتألف من سلف مشترك وحيد، وكل ما يتفرع عنه من نسل. ويشمل الجينات الموجودة في جميع السلالات (الجينوم الأساسي) والجينات الموجودة فقط في بعض سلالات الأنواع (الجينوم المتغير أو التبعي).

العلماء أنهوا بناء الجينوم الشامل للطماطم المزروعة وأقربائها من الأنواع البرية (الأناضول)

جين النكهة
يساعد الجينوم الشامل في تحديد ماهية الجينات الإضافية التي قد تكون متاحة لتربية المحاصيل وتحسينها.

وقد أوضح جيوفانوني أن أحد أهم الاكتشافات الناتجة عن بناء هذا الجينوم الشامل هو شكل نادر من الجينات يسمى “تومولوكس سي” (TomLoxC)، يؤثر على نكهة الثمرة عبر تحفيز التخليق الحيوي لعدد من الدهون التي تنطوي على المواد المتطايرة، وهي المركبات التي تتبخر بسهولة وتساهم في الرائحة”.

بالإضافة إلى ذلك، وجد الباحثون دورًا جديدا لهذا الجين، وهو أنه يسهل إنتاج مجموعة من المواد الكيميائية العضوية المشتقة من “أبوكاروتينويدس” -وهي المواد الكيميائية العضوية المستمدة من الكاروتينات، بما فيها سلائف فيتامين ألف- التي تعمل بمثابة جزيئات الإشارة التي تؤثر على مجموعة متنوعة من الاستجابات في النباتات بما في ذلك الضغوط البيئية.

كما تحتوي المركبات على مجموعة متنوعة من روائح الأزهار والثمار التي تعد مهمة للغاية في إكساب الطعم للطماطم.

طماطم برية
وقد تم العثور على النسخة النادرة من جين “تومولوكس سي” في 2% فقط من أصناف الطماطم الأقدم، على الرغم من أن هذا الإصدار من الجين كان موجودا في 91% من الطماطم البرية في المقام الأول، وبشكل أساسي في السلف البري للطماطم المزروعة.

مع توافر هذه المجموعة الواسعة من المعلومات الوراثية المحددة، ينبغي أن يكون المربون قادرين على العمل بسرعة لزيادة نكهة الطماطم التي يتم شراؤها من المتاجر، والإنتاج الضخم لها، مع الحفاظ على الصفات التي تجعلها محصولا مفيدا اقتصاديا.

ويتوقع العلماء أن إضافة قرابة 5000 جين إلى مرجع جينوم الطماطم سيوفر فرصا إضافية للتحسين حيث يتم تحديد أدوارها في بيولوجيا الطماطم وجودة الثمرة، ومن ثم تحسين الصفات الاقتصادية المرغوبة للطماطم.