Bár a paradicsom botanikailag bogyó, egyfajta gyümölcs, ezeket a kerek, piros (vagy narancssárga) finomságokat konyhai célokra zöldségnek tekintik, mert ízletes ízük miatt. Bárhogyan is vágjuk, szeleteljük vagy kockázzuk, szokatlanul sokoldalúan felhasználható gyümölcs. Az USA államainak több mint felében és nemzetközileg is tartanak paradicsomfesztiválokat, tombolákat és kóstolókat. Ira és George Gershwin még a paradicsom kettős kiejtését is megörökítette 1937-es Let’s Call the Whole Thing Off című dalában: “…You like tomato and I like tomahto”. Mit tudhatunk még meg róluk? Kiderült, hogy sok mindent.

A paradicsom gondjai és átalakulásai

A kártevők, a környezeti stressz és a betegségek évezredek óta gyötrik ezt a gyümölcsöt. A korai és késői foltosság, a virághullás és az antraknózis, valamint más gyakori gombák és abiotikus stresszhatások (virágvégrothadás és sárga váll) csak néhány a nemes paradicsomot próbára tevő számos probléma közül.

A tökéletesen piros, ízletes nyári paradicsom nem az ősi állapotában termesztett paradicsom. Ha visszaforgatnánk az idő kerek 6000 évet, és leszednénk egy paradicsomot a szőlőtőkéről a háziasítására irányuló emberi erőfeszítések előtt, akkor Ecuadorban vagy Peruban kötnénk ki, ahol apró vadparadicsomot ennénk. Technikailag a termesztett paradicsom közvetlen vad őse a Solanum pimpinellifolium. Ezek a kis gyümölcsök közeli rokonai azoknak a modern gyümölcsöknek, amelyeket a termelői piacokon, a CSA-táskában vagy az élelmiszerboltokban veszel, de sokkal kisebbek, mint egy nagyon apró cseresznyeparadicsom. Manapság néhány nagy, piros, háziasított paradicsomunk (például az ‘Iron Lady’ és a ‘Defiant’) genetikailag szelektált, hogy ellenálljon a betegségeknek, de nem mindig a legjobb ízű vagy állagú. Van-e lehetőség a betegségekkel és kártevőkkel szembeni ellenálló képességek szelektálására az íz és a megjelenés javítása mellett? Ana Caicedo professzor és Jake Barnett doktorandusz úgy gondolja, hogy igenis lehetséges.

Az anya és gyermeke találkozása?

A vadparadicsom evolúciója felkeltette az UMass Amherst végzős hallgatójának, Jacob “Jake” Barnettnek az érdeklődését. A 2019-es nyári kutatásait az egyetem dél-deerfieldi növény- és állattenyésztési kutatási és oktatási farmjának új, magas alagútban kialakított üvegházában végezte. Barnettet különösen két téma érdekli: a dél-amerikai paradicsom Massachusettsben való termeszthetősége és rovarokkal szembeni ellenálló képessége.

Hogyan lehet megszerezni, elültetni és tanulmányozni a vadon egyre nehezebben fellelhető vadmagokat? Barnett felvette a kapcsolatot a Kaliforniai Egyetem Davis-i magbankjával, amely a vadon élő fajok és a kutatáshoz használt mutánsok gyűjteményéről ismert. Az 1940-es évektől kezdve egy különösen előrelátó kutató, Charley Rick vad paradicsomfajok magvait gyűjtötte és tárolta, amelyek mind Dél-Amerikában őshonosak. Ezek az ősi paradicsomfajok együttesen rendelkeznek olyan génekkel, amelyek természetes genetikai védelmet biztosítanak a kártevőkkel szemben, vagy különböző stressztűrő képességekkel rendelkeznek. Több ezer évnyi nemesítés után a mi háziasított, színre és méretre nemesített paradicsomaink elvesztették a kártevőkkel szembeni természetes ellenálló képességüket. Barnett, Caicedo professzorral együttműködve, a magas alagutat 280 egészséges paradicsomvonallal töltötte meg, amelyeket 40 fajta magból nevelt.

Caicedo ideális kutató Barnett tanácsadására, mivel régóta érdeklődik e vadon termő növények tulajdonságai iránt. 2003-ban doktorált a St. Louis-i Washington Egyetemen, ahol kutatásainak középpontjában a vadparadicsom betegségekkel szembeni ellenálló génjeinek populációgenetikai vizsgálata állt.

Barnett célja, hogy felmérje a vadparadicsomfajokat és két kereskedelmi fajtát, értékelve a massachusettsi körülmények között való növekedési képességüket és a kártevőkkel és betegségekkel szembeni potenciális ellenálló képességüket.

Evolúciós biológus és genetikus

Biológus vagy genetikus? Evolúcióbiológusként Caicedo mindkettő. Elmagyarázza, hogy a háziasítás egy evolúciós folyamat példája. A vadon élő növényekkel kezdve az emberek szelekciós nyomást gyakorolnak ezekre, gyakran vonzó tulajdonságok miatt, és sok generáció után a háziasított növényeknél kötnek ki. Egy dologgal kezdődik és egy másikkal végződik… ez az evolúció, és ez a szenvedélye. Ahhoz, hogy evolúciós változás történjen, a folyamat során genetikai változásoknak kell bekövetkezniük. A háziasítás eredménye, hogy a növények alkalmazkodnak, azaz alkalmazkodnak a termesztett környezethez. A háziasított növényeknek még mindig folyamatosan fejlődniük kell. Az éghajlatváltozás drámai példája az egyik olyan valószínű környezeti változásnak, amelyhez a növényeknek alkalmazkodniuk kell.

Amikor a kutatók nagy kérdéseket tesznek fel a növények fejlődésével kapcsolatban, a tulajdonságokat a genetikával, vagyis a DNS-tartalommal kapcsolják össze. A DNS-ből származó információkat arra használják fel, hogy megértsék, hogyan kapcsolódnak egymáshoz a különböző növénycsoportok és populációk, és hogyan diverzifikálódnak. A DNS azt is meghatározza, hogy a különböző növények milyen tulajdonságokkal rendelkeznek. Arra a kérdésre, hogy honnan származik a paradicsom, Caicedo így válaszol: “Minden vadparadicsom Dél-Amerika nyugati részéből származik. A vadparadicsomnak mindössze 13 faja fordul elő különböző élőhelyeken Chilében, Peruban, Ecuadorban és a Galapagos-szigeteken. A Galápagos-szigetek gyönyörű példát nyújtanak arra, hogy milyen változatosak lehetnek a paradicsomfajok; ezek a tisztán vadon élő fajok szoros rokonságban állnak az apró, piros Solanum pimpinellifoliummal, de évezredek óta elkülönültek tőlük, ami sok különböző tulajdonságot eredményezett”. A kutatóknak most már lehetőségük van a kívánatos gének szerkesztésére: úgy lehet elképzelni, mintha egy DNS-ollóval kivágnánk az egyik fajtából, és beillesztenénk egy másikba. Olyan ez, mint az evolúció görbületi sebességgel.

Miért olyan fontos a sokféleség? Caicedo azt mondja: “A vadon élő fajok hasznos és kívánatos tulajdonságokat rejtenek magukban. Néhányuk sótűrő, ami nagyon hasznos lehet, mivel a talajaink egyre szegényebbek lesznek. Néhányuk szárazságtűrő, ami különösen fontos a globális éghajlatváltozás miatt. A hidegtűrő fajokat, mint például néhány vadparadicsomot, amelyek az Andok hegységben nőnek, elkezdték gyökértörzsként használni.”

“Az egyik lenyűgöző paradicsom, amely Dél-Deerfieldben termékenyen terem, szokatlanul szőrös szárral rendelkezik. Ez a faj (Solanum habrochaites) rovarölő vegyszereket állít elő, és azért választották gyökértörzsnek, mert a zord, hideg körülmények között is képes túlélni.”

“Tehát a különböző létező tulajdonságok megértése és annak kiderítése, hogy melyek hasznosak az USA északkeleti környezetében történő termesztés szempontjából, egy másik kényszerítő ok a vadparadicsom kutatására. Megalapozzuk azokat az irányokat, amelyek felé haladhatunk.”

A paradicsomkutatásban való elmélyülés

A South Deerfieldben, a magas alagútjában Barnett virágzó paradicsompalánták között dolgozik, amelyek majdnem kétszer olyan magasak, mint a magas kutató. Bár a növények a magas alagútban virágoznak, a következő lépés az lesz, hogy kint, természetes környezetben is képesek lesznek-e növekedni. Egy sor különböző növekedési igényű, vadon élő fajjal dolgozik, amelyek Dél-Amerika különböző élőhelyeiről származnak. Egyesek a sivatagi körülményekhez alkalmazkodtak, mások rendkívül hideg környezetben is jól érzik magukat. A szigetparadicsomok nagyon gyér növényzet mellett nőnek, és egy maroknyi faj az erdőkhöz alkalmazkodott. Nem triviális feladat mindannyiukat boldogan tartani. Kutatásai végül hasznosnak bizonyulhatnak az új-angliai mezőgazdaság számára.

Barnett az alkaloidok (a gyógyszerek egy kategóriája, mint a koffein) előállítását is vizsgálja a paradicsomban. Az ebbe a családba tartozó összes növény termel alkaloidokat (a “családba” tartozik a burgonya és a padlizsán is). Különösen fontos a paradicsom által termelt alkaloid, a tomatin. A tomatin megvédi a gyümölcsöket a gombáktól, és Barnett azt vizsgálja, hogy miként különbözik a paradicsom fajonként, és hogy van-e összefüggés a növények leveleinek és terméseinek paradicsomtartalma között.

Végül azt vizsgálja, hogyan változott a gyümölcsök színe a paradicsom evolúciója során: miért pirosak egyes gyümölcsök, mások narancssárgák vagy sárgák, és miért zöldek, amikor megérnek. Ez fényt deríthet arra, hogy az állatok hogyan terjesztik a magokat (a madarakat jobban vonzza a piros, míg a rágcsálókat a sárga, így a magok másképp terjednek). A cukor- és víztartalom olyan tulajdonságok, amelyek befolyásolhatják az állati szóródást.

A Caicedo és Barnett kutatását átszövő szál a paradicsom sokféleségének megértése és más felhasználási lehetőségek megtalálása. Például számos vadon élő fajból származó betegségekkel szembeni ellenálló géneket nemesítettek a szupermarketekben vásárolt termesztett paradicsomba. Évtizedekkel ezelőtt a háziasított paradicsom gépesített betakarítását a vad galápagosi paradicsomban talált olyan tulajdonság nemesítése tette lehetővé, amely lehetővé teszi, hogy a gyümölcsöt a növényről szár nélkül lehessen leszedni.

Caicedo megjegyezte: “Szeretném tudni, hogyan alkalmazkodtak a paradicsomfajok a különböző környezetükhöz, és hogyan váltak különbözővé. Minden óriási termesztett paradicsom eredetileg imádnivaló apró paradicsomokból származik. Ezt lenyűgözőnek találom.” A fontos paradicsomkutatás folytatódik, hiszen a paradicsom az egyik legkívánatosabb és leggyakrabban fogyasztott gyümölccsé fejlődött. De a ma rendelkezésre álló DNS-kutatás és más technológiák segítségével valószínűleg nem kell 6000 év ahhoz, hogy a következő nagy fejezet megíródjon.

– University of Massachusetts Amherst

Fotó a tetején: Jacob Barnett az üvegházban magas paradicsompalántákkal.