Gen mới có thể giúp cải thiện hương vị và thời hạn sử dụng cà chua

Một nhóm các nhà khoa học thực vật đã phát hiện ra một gen có thể làm tăng khả năng cà chua sẽ giữ được độ cứng và có sự kết hợp phù hợp giữa hương vị và độ mềm khi ăn. Nghiên cứu do Jim Giovannoni, giảng viên của Viện Boyce Thompson, chủ trì thực hiện. Khám phá này cũng có thể là một lợi ích cho các nhà sản xuất trái cây thương mại, những người luôn tìm cách để kéo dài thời hạn sử dụng của cây trồng mà không làm mất đi hương vị.

Nghiên cứu được mô tả trong một bài báo đăng trên Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia.

Trái cây trở nên mềm hơn khi chín, khiến chúng dễ bị hỏng hoặc thối rữa trong quá trình vận chuyển từ ruộng vườn đến cửa hàng tạp hóa. Nông dân hiện đang kéo dài thời hạn sử dụng bằng cách thu hoạch trái cây trước khi chúng chín và kiểm soát nhiệt độ và các yếu tố môi trường khác trong quá trình vận chuyển. Nhưng những phương pháp này làm trì hoãn toàn bộ quá trình chín, dẫn đến cà chua và các loại trái cây khác chắc nhưng không có hương vị.

Nghiên cứu đã đi sâu vào bộ gen của cà chua (Solanum lycopersicum) để tìm kiếm các gen liên quan đến việc làm mềm quả nhưng không làm quả chín. Nhóm nghiên cứu đã xác định được một yếu tố phiên mã S. lycopersicum (SlLOB1), điều chỉnh một loạt các gen liên quan đến thành tế bào và quá trình làm mềm trái cây.

Giovannoni, đồng thời là nhà sinh học phân tử thực vật tại Trung tâm Robert W. Holley của USDA-ARS cho biết: “Cho đến nay, gần như tất cả các yếu tố phiên mã mà phòng thí nghiệm của tôi đã xác định được trong cà chua đều liên quan đến việc kiểm soát quá trình chín. SlLOB1 rất thú vị vì nó chủ yếu điều chỉnh các gen liên quan đến việc làm mềm thành tế bào và những thay đổi cấu trúc khác của quả”.

Điều chế SlLOB1 có thể tạo ra cà chua chín - và do đó có hương vị - mà chưa bắt đầu mềm, làm tăng thời hạn sử dụng của cà chua.

Nghiên cứu trước đây của nhóm Giovannoni đã phát hiện ra rằng nhiều yếu tố phiên mã liên quan đến quá trình chín của cà chua ban đầu được biểu hiện ở vị trí của quả — mô giống như gel bao quanh hạt.

Nhóm nghiên cứu đã tìm kiếm cơ sở dữ liệu biểu hiện gen của cà chua để tìm các yếu tố phiên mã được biểu hiện. Họ cũng tìm kiếm các gen có biểu hiện cao trong lớp vỏ - thành ngoài của quả - trên tiền đề rằng nó có khả năng biểu hiện các yếu tố phiên mã đặc hiệu làm mềm. Trong cả hai mô, hàm lượng SlLOB1 cao đồng thời với quá trình chín.

Ở những cây cà chua sống, nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng việc ức chế sự biểu hiện của SlLOB1 dẫn đến quả chậm mềm và cứng hơn, trong khi sự biểu hiện quá mức của gen này lại đẩy nhanh quá trình mềm.

Điều quan trọng là nhóm nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc ức chế biểu hiện SlLOB1 không ảnh hưởng đến quá trình chín: cà chua chín trong khung thời gian bình thường của chúng. Giovannoni nói, mức độ đường và axit trong trái cây không thay đổi, cho thấy rằng từ góc độ hương vị, trái cây có thể không thay đổi. Điều đã thay đổi là kết cấu của trái cây, chúng giữ được lâu hơn và mềm hơn sau đó.

Ông nói: “Nếu chúng tôi có thể tìm thấy các biến thể gen SlLOB1 có thể làm chậm quá trình mềm, các nhà lai tạo có thể đưa chúng vào các giống thương mại để tạo ra cà chua chất lượng cao, ngon và không bị mềm quá trước khi người tiêu dùng mang chúng về nhà”.

Sự mềm chậm gây ra do ức chế biểu hiện SlLOB1 có liên quan đến một sự thay đổi khác: Quả có màu đỏ sẫm hơn, do hàm lượng sắc tố beta-carotene và lycopene cao hơn.

Giovannoni nói: “Những quả cà chua này cũng làm tăng chất lượng dinh dưỡng vì những sắc tố này là chất chống oxy hóa và cơ thể bạn chuyển hóa beta-carotene thành vitamin A”.

Ngoài việc nghiên cứu sự đa dạng di truyền của SlLOB1 trên các giống cà chua, nhóm của Giovannoni đang nghiên cứu để đưa SlLOB1 và ​​các gen khác vào các giống cà chua được đánh giá cao về chất lượng và hương vị nhưng không phù hợp để sản xuất thương mại vì hạn sử dụng ngắn.

Theo Mard.gov.vn/Phys.org