Разработка функциональных сортов листового салата с повышенной питательной ценностью может стать решением для повышения экономической конкурентоспособности тепличных хозяйств с искусственным освещением, известных как "фабрики растений". Эти предприятия, хотя и позволяют выращивать культуры независимо от внешних условий, сталкиваются с высокими первоначальными затратами и эксплуатационными расходами, что делает их продукцию менее конкурентоспособной по сравнению с овощами открытого грунта.
Листовой салат является одной из основных культур для таких теплиц благодаря короткому циклу роста, компактной форме и хорошей совместимости с рыночными потребностями. Его обычно употребляют в сыром виде, что делает его полезной модельной культурой для селекции, адаптированной к фабрикам растений. Одной из главных целей при разработке новых сортов является улучшение питательной ценности и состава съедобных частей.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Frontiers in Genome Editing, ученые из Университета Цукуба, Япония, использовали редактирование генома для инактивации гена, кодирующего дигидрофлавонол-4-редуктазу, которая катализирует ключевой этап, непосредственно предшествующий производству антоцианов в красном салате. Антоцианы — это класс полифенольных пигментов, широко изучаемых на предмет их антиоксидантных свойств, которые синтезируются из аминокислоты фенилаланина через путь, где образуются многочисленные флавоноиды.
Нарушение этого гена привело к исчезновению красной пигментации. Анализ метаболитов также выявил повышенное накопление других флавоноидов, включая кверцетин, что указывает на перенаправление метаболического потока в пути биосинтеза флавоноидов. Примечательно, что после этой генетической модификации не было обнаружено существенных негативных последствий для роста салата.
Это подчеркивает потенциал контроля состава флавоноидов путем предпочтения накопления предшественников, а не производства антоцианов, при сохранении нормального роста и урожайности. Хотя прямые сравнения с сортами зеленого салата еще не проводились, известно, что красный салат обладает высокой активностью биосинтеза полифенолов.
Поэтому подход исследователей представляет собой многообещающую стратегию для разработки сортов салата с заданными функциональными компонентами. Более того, поскольку биосинтез флавоноидов сильно зависит от таких факторов окружающей среды, как интенсивность света и температура, эти результаты могут способствовать созданию функциональных сортов салата, оптимизированных для выращивания в теплицах, где условия роста можно точно контролировать.
Одним из перспективных подходов к решению экономической проблемы фабрик растений является разработка высокодоходных культур, которые либо трудно выращивать в открытом грунте, либо которые могут оправдать более высокую цену.
