Учёные избавят крестоцветные от горечи

Многие сорта брокколи, горчицы и капусты имеют особый и острый вкус. Некоторые считают эту особенность семейства капустных их сильной стороной. Но даже в Индии и Китае, где капустные выращивают более 4 тысяч лет, учёные всегда старались снизить горечь этих растений. Оказалось, что те же вещества, которые придают им горечь, делают их ядовитыми при определённой концентрации.

Учёные с трёх континентов совместно с биологами Университета Вашингтона в Сент-Луисе определили чёткую структуру главного белка, отвечающего за горький вкус капустных растений. Их исследование было опубликовано в журнале The Plant Cell. Это первая работа подобного рода, в которой описано, как изменялся белок, который определил разнообразие одного из главных семейств растений в сельском хозяйстве.

Результаты этой работы могут быть использованы в селекции новых сортов и гибридов для корректировки их вкуса и содержания питательных элементов.

Исследование началось с долгосрочного сотрудничества, начатого индийским Национальным институтом исследования генома растений (National Institute of Plant Genome Research) с Университетом Вашингтона в Сент-Луисе и Институтом химической экологии Общества Макса Планка в Германии.

Все крестоцветные имеют жгучий вкус и запах с элементами серы. Долгое время эту особенность считали механизмом защиты от вредителей. Селекционеры же всегда пытались изменить вещества, которые выделяют растения для защиты от вредителей. Эти вещества называются глюкозинолаты (нейротоксины, содержащиеся в естественных условиях в семенах и некоторых частях таких растений, как рапс, дикая горчица и т.д.).

Проблема в том, что существует огромное количество глюкозинолатов — более 130 разных видов только у капустных. Каждое растение одного вида производит свою собственную «коллекцию» разных видов глюкозинолатов, каждый из которых является вторичным продуктом метаболизма определённого белка.

Конкретно о глюкозинолатах и их центральной роли в защите от вредителей учёные знали десятилетия назад. Однако до этого исследования никто не мог провести кристаллографию, необходимую для получения деталей работы вещества. Учёные использовали новые наработки генетики, биохимии и других отраслей биологии для исследования молекулярной структуры белка и разнообразия глюкозинолатов.

Благодаря открытию структуры и происхождения глюкозинолатов можно будет выводить негорькие сорта и гибриды капустных. Правда, сейчас большинство учёных заинтересовано в модификации глюкозинолатов в семенах, а не стеблей и листьев.

Так, одна из популярных масличных культур — горчица сарептская — и родственный ей рапс используются для производства растительного масла и выращиваются в умеренном и субтропическом климате. Селекционеры долгое время пытались найти способ отрегулировать уровень глюкозинолатов у этих растений, чтобы их богатый белками жмых можно было использовать как корм для скота и птицы.

Правда, любое снижение уровня глюкозинолатов чревато потерей урожая от вредителей, потому что в этом случае растение лишается своего естественного защитного механизма. Сейчас учёным нужно понять, как можно снизить содержание глюкозинолатов без потери устойчивости.

Источник: Университет Вашингтона в Сент-Луисе