گوجه فرنگی به عنوان میوه ای از خانواده توت ها در سایز و اندازه نخود، راهی طولانی را از خاستگاه اولیه خود به دلیل پرورش یافتن این گیاه توسط انسان که می خواست یک میوه بزرگتر را تولید کند طی کرده است. با این حال، جهش مطلوبی که در کنار افزایش سایز میوه ها و سایر صفات سودمند اتفاق می افتد همیشه در کنار یکدیگر به خوبی عمل نمی کنند.

به گزارش ایاگنا از وب سایت ساینس دیلی پژوهشی که در مجله سلول ((cell که در ۱۸ مه منتشر شده نشان می دهد که جهش طبیعی در دو ژن مهم گوجه فرنگی که به منظورهای متفاوت پرورش یافته اند می توانند چند شاخگی وسیع و کاهش بازده میوه را در یک گیاه ایجاد کند. با این حال، محققان راهی را پیدا کرده اند که از این ژن ها برای ایجاد یک گیاه گوجه فرنگی بهبودیافته که تعداد بیشتری میوه می دهد استفاده کنند.

یکی از این دوژن به دوران باستان باز می گردد، زمانی که امریکایی های بومی در جنوب و مرکز این کشور گیاه گوجه فرنگی را در هشت هزار سال پیش بومی سازی می کردند. محققان دریافته اند که این ژن عامل رشد برگ های سبز روی گوجه فرنگی است و این باعث می شود تا اندازه ای بزرگتر پیدا کند. ژن دیگر، با نام jointless۲ مربوط به قرن بیستم و جهش یافته است، که منجر به ایجاد ساقه نرم و متصل به میوه و در نتیجه محکم تر وصل شدن به گیاه می شود. این ژن، به ویژه به دلیل اینکه برداشت گوجه فرنگی ها را آسان تر می کرد مورد استقبال قرار گرفت، ولی وجود این هر دو ژن در یک گیاه موجب ایجاد شاخه های متعددی شد که گل می دادند (و بعدتر میوه) و کمی هم شبیه جارو می شدند.

زاکاری لیپمن، متخصص ژنتیک گیاهی در آزمایشگاه کولد اسپرینگ هاربر می گوید: “اگر ظاهری نگاه کنیم، ممکن است فکر کنیم که تعداد شاخه های بیشتر به معنای گل بیشتر و درنتیجه میوه بیشتر است.” او ادامه می دهد: “برای به وجود آوردن این تعداد میوه، گیاه باید منابع غذایی بسیاری را به میوه های جوان پمپاژ کند تا آن ها شروع به رشد کردن کنند. اما گیاه نمی تواند این عدم تعادل در داشتن میوه های بسیار را اداره کند، بنابراین باروری بسیار کم است.” به عبارت دیگر، بوته های گوجه ای که شاخه های بلندتر و بیشتری دارند میوه های کمتری می دهند.

در ابتدا، این تیم ژنی را کشف کرد که موجب ایجاد شاخه های قوی تر می شد. آن ها جهش ژنتیکی را در دو ژن نزدیک به هم یافتند، هردوی آن ها با تزریق ژن ها در سلول های گیاه موجب گل دادن آن می شوند. کارکرد jointless۲ شناخته شده است اما ژن دیگر ناشناخته باقی مانده است. محققان برای اینکه بفهمند ژن دوم بدون وجود ژن اول چه کارکردی خواهد داشت، از اصلاح ژن استفاده کردند تا با استفاده از این ژن ناشناخته گوجه فرنگی تولید کنند. این گوجه های جهش یافته کاسبرگ های بزرگ تر، برگ های کوچک تر در پایه گل که تبدیل به کلاه کوچک سبز در بالای گوجه فرنگی می شد را داشتند. لیپمن می گوید که این مسئله روشن نیست که مزیت کاسبرگ های بزرگ تر و کلاه سبز بزرگتر برای گوجه فرنگی چیست، اما این جهش در ۸۵ درصد گوجه فرنگی های مدرن وجود دارد و این مسئله به این معناست که بسیار سخت است که این مدل گوجه فرنگی را پرورش داد بدون اینکه شاخه های متعدد داشته باشند.

لیپمن می گوید: “در دهه ۱۹۷۰ پرورش دهندگان می خواستند راهی را پیدا کنند که هم از ژن jointless۲ استفاده کنند و هم از ایجاد شاخه های متعدد در گیاه جلوگیری کنند. آن ها می دانستد که شاخه های متعدد ایجاد خواهد شد اما نمی داستند به علت جهش کدام ژن است.” هدف آن ها کاهش تعداد شاخه ها بود تا گیاه را به حالت اولیه بدون شاخه درآورند. آن ها به این هدف دست یافتند اما نه تمام و کمال. آن ها نتوانستند شاخه های ضعیف را به گونه ای اصلاح کنند که سودرسان باشد.

با در دست داشتن یافته های جدید در مورد اصلاح شاخه ها، محققان قادر شدند تا از جهش های طبیعی ژن برای مهندسی کردن چندین گیاه مختلف گوجه فرنگی با تعداد شاخه ها و گل های مختلف، حتی با شاخه های ضعیف ولی بازده محصول بالا استفاده کنند. لیپمن امیدوار است که این نتایج نه تنها برای پرورش دهندگان گوجه فرنگی بلکه برای خود محصول نیز مفید باشد. ژن گوجه فرنگی نزدیک به ژن سیب زمینی و بادمجان و حتی تنباکو و فلفل است. بعضی از این اصلاح ژن ها ممکن است در این محصولات نیز به درد بخورد.