„Naše rajčata chutnají jako plast po celý rok,“ stěžuje si obyvatelka ženského fóra. Aktivní účastník fóra amatérských agronomů si stěžuje na holandskou odrůdu rajčat „Lojane“: „Cihla, ne rajče“. Zdá se, že neexistuje žádný směrodatný konsenzus o tom, jaká rajčata hledat na trzích a v regálech obchodů nebo jaké odrůdy zasadit na své pozemky. Redakční N+1 Věří také, že nákup šťavnatého, chutného a aromatického rajčete je nebývalý úspěch. Ztrátě vůně a chuti rajčat rozumíme čtením vědeckých periodik.
Rozhořčení spotřebitelů nelze přičítat žádným psychologickým efektům a kognitivním zkreslením ze série „předtím to bylo lepší“: vědci potvrzují, že rajčata už nejsou to, co byla dříve.
Na konci 90. let norští marketéři vybrali všechny odrůdy a odrůdy rajčat, které našli v supermarketech, a poté s pomocí dobrovolných degustátorů hodnotili jejich chuť (takové studie se nazývají senzorické studie). Spotřebitelé si oblíbili ty odrůdy, které obsahovaly hodně cukrů. V další fázi vědci analyzovali poptávku a zjistili, že lidé dávají přednost pevnému ovoci – jehož chuť zdaleka neodpovídá té, kterou si degustátoři vybrali v první studii. Takové ovoce se dobře hodí k plnění, nakládání a jinému zpracování.
Vědci poté navrhli, aby výrobci rajčat a obchodní řetězce označovali své produkty tak, aby spotřebitelé věděli, zda kupují pevné nebo sladké. V důsledku tohoto experimentu se spotřeba rajčat v Norsku zvýšila z přibližně pěti na 15–20 kilogramů na hlavu za rok – ukázalo se, že spotřebitelé prostě nedokázali zjistit, které ovoce je chutné.
Rajče pochází z Latinské Ameriky. Do Evropy jej přivezli Španělé v 16. století. Slovo „rajče“ pochází z „tomatl“, které Aztékové používali k označení rostliny i jejích plodů.
Původ ruského slova „rajče“ má několik verzí. Podle jednoho z nich toto jméno pochází z italského „pomo d’oro“, což znamená „zlaté jablko“. Další odkazuje na francouzské „pomme d’amour“ (jablko lásky), které odkazuje na pověst rajčat jako afrodiziaka v době baroka. V Rusku se až do 18. století s rajčaty zacházelo opatrně: jejich listy byly příliš podobné jedovaté belladoně, evropskému zástupci stejné rodiny lilek, které se lidově říkalo ospalá strnulost.
Kam se poděla chuť a vůně?
Příklad norské reformy ale neodpovídá na otázku, proč rajčata ztratila chuť. Toho se v polovině roku 2010 ujal velký mezinárodní tým, který zahrnoval vědecké skupiny z Číny, USA, Španělska a Izraele. Design jejich studie připomínal scénář televizního pořadu „Test Purchase“: veřejná ochutnávka, laboratorní testy, porovnávání dat.
Vědci vybrali 160 běžných odrůd – staré i ty, které nedávno vyšlechtili šlechtitelé rostlin – a dali je ochutnat 101 subjektům. Poté rozšířili počet analyzovaných odrůd na 398, přičemž vzali data z předchozích studií. Poslední vzorek obsahovala „reliktní“ rajčata (tzv. heirloom plants: zelenina a ovoce, které se pěstují tradičně, nikoli průmyslově, množí se opylováním atd. – cca. N+1), stejně jako divoká rajčata a jejich nejbližší nekultivovaní příbuzní.
Další část týmu se v této době zabývala chemickým rozborem plodů. Identifikovali více než 400 organických sloučenin, které je tvoří, a měřili koncentrace každé z nich v každé studované odrůdě.
Dále začali hledat korelace mezi koncentracemi sloučenin v rajčatech a tím, jak ochutnávači hodnotili jejich chuť. Ukázalo se, že 33 molekul souvisí s hodnocením chuti rajčat, 37 s vůní a dalších 28 látek je spojeno s chutí i vůní. Mezi zvláště významné látky patřily glukóza, fruktóza, rozpustné vlákninové složky, kyselina citrónová a jablečná, geranylacetát, sulcaton (6-methyl-5-hepten-2-on) a guajakol (aromatická látka ze třídy fenolů s „ kouřový“ zápach; voní například jako kořeněný rum). Navíc se ukázalo, že jejich koncentrace ve starých sbírkových odrůdách jsou výrazně vyšší než v moderních.
Zdá se, že sulcatone ovlivňuje nejen lásku lidí k rajčatům, ale také lásku komárů k lidem. Když se vědci pokusili odhalit rozdíly v genomech komárů, kteří koušou a těch, kteří nekoušou člověka, bylo identifikováno 14 genů, z nichž klíčový byl gen čichového receptoru. Nebo 4. Tento typ receptoru nejvíce reaguje na sulcaton. Pravda, nutit komáry pomocí receptorů Nebo 4 Vědcům se nepodařilo přimět morčata nastříkaná sulcatonem, aby si je zamilovala.
V další fázi začali vědci hledat geny zodpovědné za produkci chutných a zapáchajících molekul. Nejprve provedli úplné sekvenování genomu odrůd – to znamená, že spočítali všechny genetické informace. K identifikaci specifických genetických sekvencí spojených těmito molekulami a jejich pozic v genomu pak bylo použito celogenomové asociační vyhledávání.
Ukázalo se, že geny pro 13 hledaných látek prostě chyběly u těch moderních odrůd, jejichž kvality degustátoři hodnotili nízko. Některé další geny důležité pro chuť a čich v nich byly stále přítomny, ale ne ve stejných lokusech (nikoli na stejných místech) jako u atraktivnějších sbírkových odrůd. Čili chuť je ovlivněna nejen přítomností genů, ale také jejich pozicí v genomu.
Jak se to stalo
„Rajčata jsou plastová kvůli genetické modifikaci,“ píše obyvatel IT fóra pod přezdívkou Kurzweil. Má částečně pravdu: autoři výše popsané studie zdůrazňují, že rajčata ztratila chuť ne náhodou, ale díky selekci, která je ve skutečnosti také genetickou modifikací. Pouze bez jakékoli manipulace s genomem pomocí molekulárních nástrojů, které jsme ovládali začátkem 21. století.
Chovatelé si přirozeně nekladli za cíl vyrábět rajčata bez chuti. Jen měli jiné priority: vysoké výnosy, odolnost vůči chladu a suchu. Nebo logistické „ctnosti“ obecně: dlouhá trvanlivost a ovoce, které se snadněji přepravuje.
„Po druhé světové válce se společnosti vyrábějící osiva jednoduše bály, jak nakrmit co nejvíce lidí,“ řekl Antonio Granell, profesor z Institutu molekulární a buněčné biologie ve Valencii, v komentáři pro The Guardian.
Ve druhé polovině 20. století si farmáři uvědomili, že komerční úspěch zeleniny a ovoce je ovlivněn jejich krásou – a začali úzce spolupracovat na tom, aby vypadaly symetricky, atraktivně a dobře si zachovaly svůj tvar. Zároveň si ale také potřebovaly zachovat svou „přepravitelnost“, která je u nezralých plodů mnohem vyšší. Rajčata tak ztratila vůni a chuť jen proto, že upadla mimo pozornost výrobních společností. Supermarkety jsou plné odrůd, které vydrží dlouhodobou přepravu a přitom vypadají lahodně. Jinými slovy, selekce byla zaměřena na to, aby plody zčervenaly dříve, než skutečně dozrají.
Na stránkách lesklých časopisů odborníci na výživu a výživoví trenéři radí jíst zeleninu a ovoce, které v této sezóně přinášejí úrodu. Částečně to mnozí z nás dělají: mandarinky kupujeme od listopadu do února a vodní melouny a melouny v červenci až srpnu. Čas rajčat podle tohoto přístupu přichází na podzim.
Ve vysoce hodnocených vědeckých časopisech jsme nenašli důkazy o prospěšnosti sezónní výživy, ale zmiňují sezónní rozdíly ve složení rajčat. Vědci z Itálie a Nového Zélandu se například podívali na to, jak se u nich změnilo složení antioxidantů. Vědecké skupiny pracovaly zcela nezávisle, ale výsledky byly podobné: sklizeň ve skleníku uprostřed léta měla nejmenší množství antioxidantů. Velký je především rozdíl v koncentraci lykopenu (je také na seznamu látek ovlivňujících chuť a vůni): v rajčatech středního léta je ho o třetinu méně než v rajčatech podzimních. Z těchto údajů italští vědci usuzují, že byste opravdu měli jíst podzimní rajčata. Novozélanďané říkají, že jen musíme pečlivěji kontrolovat mikroklima ve sklenících, abychom neutralizovali vliv sezónnosti makroklimatu na úrodu.
Takové odrůdy byly získány opět jako výsledek desetiletí selekce. Nyní byla selekce – velmi hrubá metoda zasahování do genomu – nahrazena mnohem přesnějšími metodami. S jejich pomocí bylo možné získat ovoce téměř jakékoli kvality, aniž byste ztratili ostatní.
Například čínští a španělští biologové identifikovali molekulární mechanismus zrání ovoce. Ukázalo se, že všechny chutné a zapáchající látky, stejně jako červené pigmenty, vznikají v důsledku kaskády biochemických reakcí v plastidech fetálních buněk. Tato kaskáda se nazývá chloroplast-associated protein degradation (CHLORAD). Jednou z klíčových reakcí této kaskády je ubikvitinace chloroplastových a chromoplastových proteinů a proteazomových proteinů pomocí enzymu E3 ubikvitin ligázy (verze SP1 nebo její homolog SPL2).
Proč musí ovoce dozrát?
Všechny velké a masité plody jsou určeny k tomu, aby je snědlo nějaké zvíře. Při trávení toto zvíře odejde, uteče nebo dokonce odletí někam daleko od mateřské rostliny a semena pak vypustí do přírody s exkrementy. Zatímco plody jsou nezralé, semena ještě nejsou na takové dobrodružství připravena: nemusí mít vytvořené dostatečně pevné obaly, nemají dostatečný přísun živin pro začátek nebo se embryo nemusí plně vyvinout. Nezralé plody jsou proto bez chuti, neatraktivní, nebo dokonce jedovaté. Když jsou semena hotová, rostlina přitahuje pozornost potenciálních spojenců všemi možnými způsoby: svou jasnou barvou, lahodnou vůní, šťavnatou a chutnou dužinou – nebo najednou.
Když rajčata dozrávají, jejich malé zelené plody zčervenají a zvětší se, stanou se šťavnatými, sladkými, aromatickými – a přesto měkkými. Zapnutí „genů dozrávání“ a vypnutí genů „nezralosti“ v rajčatech, stejně jako u většiny ostatních rostlin, je způsobeno hlavně ethylenem (takže někdy před uvedením rajčat, která ještě nejsou zralá na pult, se zalijí ethylenem, aby jsou hnědé). Geny syntézy ethylenu (např. ACO1, ACS2, ACS4, NR) se opět aktivují v ovoci při dozrávání a ethylen pak působí jako transkripční faktor pro další „zrající“ geny a celý systém se roztočí jako setrvačník.
E3 ubikvitin ligázy řídí tyto procesy. Vážou se na chloroplastové proteiny (které jsou spojeny se zelenou barvou plodů), čímž urychlují jejich přeměnu na chromoplasty (s nárůstem počtu, který plod „plní“ barvou). Ligázy podporují transformaci buněčných stěn a spouštějí expresi genů, které jsou „spící“ v zelených plodech. Roztáčejí také setrvačník syntézy etylenu. Tyto enzymy tedy přímo či nepřímo regulují všechny aspekty zrání ovoce: zarudnutí, měknutí a vzhled atraktivní chuti a vůně. Pokud tedy přinutíte číst gen kódující SP1 ligázu častěji, povede to ke zvýšení počtu těchto enzymů – a ovoce rychleji dozraje. Potlačení genů pro syntézu SP1 a SPL2 prodlužuje proces zrání v průběhu času. I když v tomto případě ovoce samo o sobě neztratí chuť, vůni a barvu zralých plodů – to znamená, že bude možné poslat ještě nezralé ovoce na dlouhou cestu tak, aby „dorazilo“ právě včas aby to skončilo na pultě.
To znamená, že pokud ovládáte tyto molekulární mechanismy, můžete produkovat rajčata, která jsou jak pohodlná pro ty, kdo je prodávají, tak chutná – tedy atraktivní pro kupující.
Vraťme rajčatům jejich bývalou slávu
Před dvěma lety se jiný mezinárodní tým, jehož součástí byli někteří z autorů studie o souvislosti mezi chutí rajčat a koncentrací specifických sloučenin v nich, zaměřil více na geny než na kaskády biochemických reakcí. Pomocí dat genetické sekvence ze 725 různých odrůd rajčat a nejbližších příbuzných sestavili referenční „pangenom“, který zahrnoval všechny možné kódující sekvence.
Pomocí algoritmu pro výpočet variační analýzy přítomnosti a nepřítomnosti vědci zjistili, že moderní rajčata ztratila během domestikace a selekce 4873 XNUMX genů. To jim umožnilo zakořenit v různých klimatických podmínkách a stát se odolnějšími vůči škůdcům a chorobám – ale zároveň to nemělo vždy pozitivní vliv na jejich chuť.
Ze vzorku mnoha tisíc ztracených genů byl gen, který přitáhl pozornost výzkumníků TomLoxC, jehož jedna z alel byla u moderních odrůd zvláště vzácná. Tento gen se ukázal být důležitý při produkci těkavých sloučenin zvaných apokarotenoidy, které dodávají plodům rajčat jejich samotnou vůni. Navíc, pokud rostlina měla obě alely tohoto genu, pak bylo v dozrávajících plodech rajčat nalezeno více produktů genové transkripce a zralé plody se staly ještě aromatičtějšími. Pokud byly v genomu dvě kopie jedné varianty, vůně ovoce byla skromnější.
Pokračováním experimentů vědci získali transgenní cherry rajčata s chutným a aromatickým ovocem. Pravda, pro čistě vědecké účely. Autoři práce ale tvrdí, že jejich výsledky mohou producenti semen využít.
S rajčaty pracovali i další genetickí inženýři. Jedna vědecká skupina do nich například zavedla geny borůvek a získala fialovočerné plody. Další tým výzkumníků vytvořil další rajčata s vůní připomínající skořici. Je způsobena přítomností fenylpropanoidů. Tyto látky jsou známější pro svou schopnost snižovat riziko rozvoje Alzheimerovy choroby. Ještě jiní našli geny, jejichž opakování může prodloužit nebo zkrátit plody rajčat.
Dlouhá staletí selekce nám dala obrovskou rozmanitost rajčat. Některé jsou masité, sladké a aromatické, ale skladují se nejdéle týden a nevydrží dlouhodobou přepravu. Jiné dozrávají na permafrostu, ale jsou tuhé a bez chuti. Existují tercie, kvarty, kvinty, desetiny – a všechny mají svá „ale“. Genetické inženýrství může tato „ale“ proměnit v „a také“. Pravda, jejich tvorba, pěstování, použití a prodej jsou ve většině zemí přísně regulovány a omezeny. Rajčata tedy spolu s bramborami a chlebem stále čekají, až na ně přijde řada.
