Gli antenati di Tomatoes sembravano molto diversi. Foxys Forest Manufacture / Shutterstock
La grande idea: Il percorso del pomodoro dalla pianta selvatica alla base domestica è molto più complesso di quanto i ricercatori abbiano pensato a lungo. Per molti anni, gli scienziati hanno creduto che gli umani addomesticassero il pomodoro in due fasi principali. In primo luogo, i nativi del Sud America hanno coltivato pomodori selvatici delle dimensioni di un mirtillo circa 7,000 anni fa per allevare una pianta con un frutto delle dimensioni di una ciliegia. Più tardi, la gente dentro Mesoamerica allevò ulteriormente questo gruppo intermedio per formare i grandi pomodori coltivati che mangiamo oggi.
Ma in uno studio recente, dimostriamo che probabilmente il pomodoro delle dimensioni di una ciliegia è nato in Ecuador circa 80,000 anni fa. Nessun gruppo umano addomesticava piante molto tempo fa, quindi questo implica che è iniziato come una specie selvatica, anche se la gente in Perù ed Ecuador probabilmente l'ha coltivata in seguito.
Abbiamo anche scoperto che due sottogruppi di questo gruppo intermedio si estendevano verso nord nell'America centrale e in Messico, probabilmente come compagni infestanti ad altre colture. Quando ciò accadde, i loro tratti di frutta cambiarono radicalmente. Sono diventati più simili a piante selvatiche, con frutti più piccoli rispetto alle loro controparti sudamericane e livelli più alti di acido citrico e beta carotene.
Siamo rimasti sorpresi di scoprire che i moderni pomodori coltivati sembrano più strettamente legati a questo gruppo di pomodori selvatici, che si trova ancora in Messico, anche se gli agricoltori non lo coltivano deliberatamente.
Dimensione media della frutta nel pomodoro coltivato rispetto ai suoi parenti semi-domestici e completamente selvatici. Hamid Razifard, CC BY-ND
Perché è importante: Questa ricerca ha implicazioni dirette per il miglioramento delle colture. Ad esempio, alcuni gruppi intermedi di pomodori hanno alti livelli di glucosio, il che rende la frutta più dolce. Gli allevatori potrebbero usare quelle piante per rendere i pomodori coltivati più attraenti per i consumatori.
Abbiamo anche visto segnali che alcune varietà in questo gruppo intermedio avevano tratti che promuovevano la resistenza alle malattie e la tolleranza alla siccità. Quelle piante potrebbero essere usate per allevare pomodori più duri.
Cosa non è ancora noto: Non sappiamo come il gruppo intermedio di pomodori si diffuse dal Sud America all'America centrale e al Messico. Gli uccelli potrebbero aver mangiato i frutti ed espulso i semi altrove, oppure gli umani potrebbero averli coltivati o scambiati.
Un'altra domanda è perché questo gruppo intermedio "regredì" e perse così tanti tratti di domesticazione una volta che si diffuse a nord. La selezione naturale nei nuovi habitat settentrionali potrebbe aver favorito attivamente i pomodori con tratti più selvaggi. Potrebbe anche essere che gli esseri umani non stessero allevando queste piante e selezionando per le caratteristiche domestiche, come i frutti di grandi dimensioni, che potrebbero richiedere alle piante di utilizzare più energia di quella che avrebbero messo in frutti naturalmente.
Come facciamo il nostro lavoro: We ricostruire la storia del pomodoro by sequenziamento dei genomi di varietà di pomodori selvatici, intermedi e domestici. Eseguiamo anche analisi genomiche di popolazione, in cui utilizziamo modelli e statistiche per dedurre i cambiamenti che si sono verificati nel tempo con i pomodori.
Questo lavoro comporta la scrittura di molti codici informatici per analizzare grandi quantità di dati e guardare schemi di variazione nelle sequenze di DNA. Lavoriamo anche con altri scienziati per coltivare campioni di pomodoro e registrare dati su molti tratti, come la dimensione della frutta, il contenuto di zucchero, il contenuto di acido e i composti aromatici.
Cos'altro sta succedendo nel campo: Nutrire una popolazione umana in crescita richiederà un miglioramento delle rese e della qualità delle colture. Per fare questo, gli scienziati hanno bisogno di saperne di più sui geni delle piante che sono coinvolti in fenomeni come lo sviluppo del frutto e il sapore e la resistenza alle malattie.
Ad esempio, la ricerca guidata da Zachary Lippmann alla Cold Spring Harbor Laboratory a New York sta usando l'editing del genoma per manipolare i tratti che possono aiutare a migliorare la resa dei pomodori. Modificando geni originari di due varietà popolari di piante di pomodoro, hanno ideato un metodo rapido per far fiorire le piante e produrre frutti maturi più rapidamente. Ciò significa più piantagioni per stagione di crescita, il che aumenta la resa. Significa anche che la pianta può essere coltivata alle latitudini più a nord di quanto sia attualmente possibile - un attributo importante mentre il clima della Terra si riscalda.
La modifica genetica ha prodotto pomodori che fioriscono e maturano settimane prima.
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Qual è il prossimo per te: La nostra ricerca fornisce un atlante di candidati per futuri studi sulla funzione del gene del pomodoro. Ora possiamo identificare quali geni sono importanti in ogni fase della storia dell'addomesticamento e scoprire cosa fanno. Possiamo anche cercare alleli benefici, o varianti di geni specifici, che potrebbero essere stati persi o diminuiti con l'addomesticamento del pomodoro. Vogliamo scoprire se alcune di quelle varianti perse potrebbero essere utilizzate per migliorare la crescita e le caratteristiche desiderabili nei pomodori coltivati.
Circa l'autore
Hamid Razifard, ricercatore post-dottorato in biologia, University of Massachusetts Amherst e Ana Caicedo, professore associato di biologia, University of Massachusetts Amherst
Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.
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