Японские ученые расшифровали полную геномную последовательность стевии — растения, известного своим сладким вкусом. Опираясь на полученные данные, они выяснили, какие именно гены и в каких клетках листа работают, а также где именно в листе накапливаются сладкие компоненты.
Результаты опубликованы в журнале New Phytologist. Они будут полезны в поисках путей целенаправленной регуляции вкуса стевии и в целом актуальны на фоне растущего беспокойства о вреде избыточного потребления сахара.
Стевия — растение, в листьях которого накапливаются очень сладкие стевиолгликозиды. Подсластители из стевии широко применяют в продуктах питания. Однако у разных сортов этой травы набор и соотношение сладких компонентов различаются, и это влияет на «чистоту сладости» — послевкусие, горечь.
Науке уже известно, что различия эти обусловлены сахаропереносящими ферментами, которые присоединяют сахарные остатки в процессе синтеза стевиолгликозидов. Но без понимания, какие гены их кодируют, картина оставалась неполной.
Исследователи систематически описали все гены, связанные с синтезом сладких веществ. Затем сравнили несколько линий стевии с разным составом сладких компонентов, чтобы понять, как именно генетические вариации связаны с различиями в сладости. Дополнительно изучили, в каких клетках листа работают соответствующие гены (одноядерное РНК-секвенирование) и где именно в листе больше всего сладких веществ (визуализирующая масс-спектрометрия).
В итоге оказалось, что за различия в сладости прежде всего отвечает группа генов сахаропереносящих ферментов под названием UGT76G. У разных линий стевии строение и работа этих генов различаются, что и приводит к разному набору и соотношению сладких веществ, а в конечном счете — к разной сладости.
Что касается особо ценных компонентов — ребаудиозида D и ребаудиозида M, — то в их синтезе помимо UGT76G участвует еще один ген — UGT91D4. Причем он активен лишь в немногих типах клеток листа. Иными словами, производство сладких веществ идет не во всех клетках листа одинаково, а ограничено определенными «фабриками». А это, в свою очередь, может влиять на количество и соотношение высокоценных компонентов.
Результаты исследования будут полезны для селекции сортов стевии с желаемым составом сладких компонентов, с тем, чтобы получить стабильное сырье для производства более качественных подсластителей.
Китайские химики научились создавать сахар буквально из «воздуха»
Вред искусственных подсластителей передается по наследству, обнаружили ученые
Подписывайтесь и читайте «Науку» в MAX