Η νέα έρευνα θα επιτρέψει την ανάπτυξη ποικιλιών πεπονιού με μεγαλύτερη διάρκεια ζωής, συμβάλλοντας έτσι στη μείωση της σπατάλης τροφίμων, αφού οι επιστήμονες κατάφεραν να εντοπίσουν τρία γονίδια που εμπλέκονται στην ωρίμανση του πεπονιού.
Μια μελέτη του CRAG και του Ινστιτούτου Αγροδιατροφικών Ερευνών και Τεχνολογίας (IRTA), με τη συμμετοχή του Ινστιτούτου Βιολογίας της École Normale Supérieure (IBENS) στο Παρίσι, εντόπισε το ρόλο τριών γονιδίων στην ωρίμανση του πεπονιού.
Το εύρημα ρίχνει φως στον μηχανισμό ωρίμανσης αυτού του καρπού, «μια πολύπλοκη διαδικασία που περιλαμβάνει διάφορα γονίδια που πρέπει να εντοπιστούν για να κατανοήσουμε πώς λειτουργεί», λέει η Marta Pujol, ερευνήτρια IRTA στο CRAG που συμμετείχε στην έρευνα. Η γνώση αυτής της διαδικασίας είναι το κλειδί για την ανάπτυξη νέων ποικιλιών πεπονιού με μεγαλύτερους ρυθμούς ωρίμανσης, “ένα αίτημα που απαιτείται ιδιαίτερα τόσο από την αγορά όσο και από τις εταιρείες σπόρων, επειδή θα επεκτείνει τη διάρκεια ζωής του πεπονιού και, κατά συνέπεια, θα μειώσει τη σπατάλη τροφίμων“, προσθέτει ο Pujol.
Το Cantaloupe είναι μια κλιμακτηριακή ποικιλία πεπονιού. Αυτό σημαίνει ότι, όπως τα φρούτα όπως οι ντομάτες, συνεχίζει να ωριμάζει μόλις συγκομιστεί και το κάνει εκπέμποντας αιθυλένιο, μια φυτική ορμόνη που προκαλεί ωρίμανση κλιμακτηριακού τύπου. Έτσι, μόλις συγκομιστούν, τα κλιμακτηριακά φρούτα τείνουν να έχουν μικρότερη διάρκεια ζωής από άλλα. Ωστόσο, τα φρούτα που δεν είναι κλιμακτήρια, όπως τα σταφύλια, τα πορτοκάλια ή τα πεπόνια της ποικιλίας “Toad Skin” (piel de sapo), δεν ωριμάζουν χρησιμοποιώντας αιθυλένιο, αλλά το κάνουν μέσω άλλων μηχανισμών που δεν είναι ακόμη επαρκώς γνωστοί. Αυτό σημαίνει ότι, σε πολλές περιπτώσεις, τα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά τους παραμένουν σταθερά για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα από ό,τι στα κλιμακτήρια φρούτα. Μία από τις τρέχουσες προκλήσεις της γονιδιωματικής των φυτών είναι να ανακαλύψει τους μηχανισμούς που εμπλέκονται στην ωρίμανση των καρπών.
Στη μελέτη IRTA, CRAG και IBENS, η τεχνική επεξεργασίας γονιδίων CRISPR/Cas9 εφαρμόστηκε για πρώτη φορά για την επεξεργασία γονιδίων πεπονιού αγρονομικού ενδιαφέροντος. Τρία γονίδια που εμπλέκονται στην κλιμακτηριακή ωρίμανση του πεπονιού εντοπίστηκαν ―CmCTR1, CmROS1 και CmNAC-NOR―, και οι ερευνητές προκάλεσαν μεταλλάξεις σε τέτοια γονίδια χρησιμοποιώντας αυτή τη νέα τεχνική για να ανακαλύψουν το ρόλο τους. «Είδαμε ότι η αναστολή της έκφρασης των δύο πρώτων γονιδίων οδήγησε σε επιταχυνόμενη ωρίμανση του καρπού», λέει ο Andrea Giordano, ερευνητής του CRAG και πρώτος συγγραφέας ενός από τα έργα. «Στην περίπτωση του CmNAC-NOR», προσθέτει ο Pujol, «παρατηρήσαμε ότι μια μετάλλαξη, η nor-3, κατάφερε να καθυστερήσει την ωρίμανση κατά οκτώ ημέρες, ενώ μια άλλη μετάλλαξη, nor-1, την εμπόδισε εντελώς».
Ποια από αυτές τις μεταλλάξεις είναι καλύτερη για νέες ποικιλίες πεπονιού με μεγαλύτερη διάρκεια ζωής; Οι επιστήμονες επισημαίνουν πως προς το παρόν, γνωρίζουν τη λειτουργία του γονιδίου, όχι ποια θα είναι καλύτερα ή ποια θα είναι χειρότερα. το επόμενο βήμα είναι να αξιολογηθεί η ποιότητα των πεπόνι που προκύπτουν, Προσθέτουν, πως μπορεί να είναι πολύ ενδιαφέρον να καθυστερήσει η ωρίμανση, αρκεί τα πεπόνια να μην χάσουν άλλα χαρακτηριστικά όπως άρωμα, ζάχαρη ή περιεκτικότητα σε καροτίνη, τα οποία δίνουν οργανοληπτική και θρεπτική ποιότητα στον καρπό.
«Χάρη στην έρευνά μας, γνωρίζουμε τώρα ποια γονίδια πρέπει να εξετάσουμε για να παρατείνουμε τη διάρκεια ζωής του πεπονιού, αλλά, προς το παρόν, η χρήση των μεταλλαγμένων που λαμβάνονται από την επεξεργασία CRISPR/Cas9 δεν είναι δυνατή επειδή στην Ευρώπη θεωρούνται γενετικά τροποποιημένοι οργανισμοί (ΓΤΟ)», σημειώνουν οι ερευνητές. Ωστόσο, οι κανονισμοί σε άλλες χώρες, όπως η Βραζιλία, η Ιαπωνία ή οι ΗΠΑ, το επιτρέπουν.
