現代のトマトは野生の祖先とは大きく異なります

現代のトマトは野生の祖先とは大きく異なります トマトの祖先は非常に異なって見えました。 Foxys Forest Manufacture / Shutterstock

ビッグアイデア: トマトの野生植物から主食への道は、研究者が長い間考えていたよりもはるかに複雑です。 科学者は長年、人間がトマトを7,000つの主要な段階で家畜化したと信じていました。 最初に、南米の先住民は、約XNUMX、XNUMX年前にブルーベリーサイズの野生のトマトを栽培し、チェリーサイズの果物で植物を育てました。 その後、 メゾアメリカ この中間グループをさらに育てて、今日食べている大きな栽培トマトを作りました。

しかし、最近の研究では、チェリーサイズのトマトが 約80,000万年前にエクアドルで生まれた。 はるか昔に人間のグループは植物を栽培していなかったので、ペルーとエクアドルの人々はおそらく後で栽培したが、これは野生種として始まったことを意味します。

また、この中間グループのXNUMXつのサブグループが、おそらく他の作物の雑草の仲間として、中央アメリカとメキシコに北に広がっていることもわかりました。 これが起こったとき、彼らの果物特性は根本的に変わりました。 彼らは南アメリカのものよりも果物が小さく、クエン酸とベータカロチンのレベルが高い野生植物のように見えるようになりました。

農家が意図的に栽培していないにも関わらず、現代の栽培トマトがメキシコにまだ見られるこの野生のトマトグループと最も密接に関連しているように見えることに驚いた。


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現代のトマトは野生の祖先とは大きく異なります 栽培されたトマトの半果実および野生の近縁種と比較した平均果実サイズ。 ハミド・ラジファード, BY-ND CC

なぜそれが重要: この研究は、作物の改良に直接影響を及ぼします。 たとえば、いくつかの中間トマトグループはブドウ糖のレベルが高く、それにより果実が甘くなります。 ブリーダーはこれらの植物を使用して、栽培トマトを消費者にとってより魅力的にすることができます。

また、この中間グループのいくつかの品種には、耐病性と干ばつ耐性を促進する特性があるというシグナルも見られました。 これらの植物は、より丈夫なトマトの育種に使用できます。

まだ知られていないこと: トマトの中間グループが南アメリカから中央アメリカとメキシコにどのように広がったかはわかりません。 鳥は果物を食べて他の場所に種を排泄したかもしれませんし、人間はそれらを栽培または取引したかもしれません。

もうXNUMXつの疑問は、この中間グループが北に広がるとなぜ「退行」し、非常に多くの家畜化特性を失ったかということです。 北部の新しい生息地での自然選択は、より野生的な特徴を持つトマトを積極的に支持していた可能性があります。 また、人間はこれらの植物を繁殖させず、自然に実を結ぶよりも多くのエネルギーを植物に使用する必要がある大きな果物などの栽培特性を選択していない可能性があります。

仕事のやり方: We トマトの歴史を再構築 by ゲノムの配列決定 野生、中間および栽培化トマト品種の。 また、集団ゲノム分析も実施します。この分析では、モデルと統計を使用して、トマトに経時的に発生した変化を推定します。

この作業では、大量のデータを分析し、DNAシーケンスの変動パターンを調べるために、多くのコンピューターコードを作成します。 また、他の科学者と協力してトマトのサンプルを栽培し、果物のサイズ、糖度、酸度、フレーバー化合物などの多くの特性に関するデータを記録しています。

フィールドで他に何が起こっていますか: 増加する人口を養うには、作物の収量と品質を改善する必要があります。 これを行うには、科学者は、果実の発育、風味、耐病性などの現象に関与する植物遺伝子についてさらに知る必要があります。

たとえば、 ザカリー・リップマン コールドスプリングハーバーラボラトリー ニューヨークでは、ゲノム編集を使用して、トマトの収量を改善するのに役立つ形質を操作しています。 トマト植物のXNUMXつの一般的な品種に固有の遺伝子を調整することにより、植物を開花させ、熟した果実をより迅速に生産するための迅速な方法を考案しました。 これは、成長期ごとにより多くの植え付けを意味し、収穫量を増加させます。 また、植物は現在可能な範囲より北の緯度で栽培できることを意味します。これは、地球の気候が温暖化する重要な属性です。

遺伝子編集により、数週間前に開花し熟すトマトが生産されました。

あなたの次のステップ: 私たちの研究は、将来のトマト遺伝子機能研究の候補者のアトラスを提供します。 これで、家畜化の歴史の各段階でどの遺伝子が重要であったかを特定し、それらが何をするかを発見できます。 また、トマトが家畜化されたときに失われたり減少したりする可能性のある有益な対立遺伝子、または特定の遺伝子のバリアントを検索することもできます。 これらの失われた変異体のいくつかが栽培トマトの成長と望ましい形質を改善するために使用できるかどうかを調べたいと思います。

著者について

ハミド・ラジファード、生物学博士研究員、 マサチューセッツ大学アマースト校 アナ・カイセド、生物学の准教授、 マサチューセッツ大学アマースト校

この記事はから再公開されます 会話 クリエイティブコモンズライセンスの下で 読む 原著.

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