Az áfonya homokos lápok és mocsarak szőlőin nő. Lance Cheung, USDA/Flickr

Az áfonya a hálaadás napján az amerikai háztartások alapterméke – de hogyan került ez a láplakó az ünnepi asztalokra?

Sok értékes növényfajhoz képest, amelyeket több ezer éven keresztül háziasítottak, termesztett áfonya (Vaccinium macrocarpon) fiatal mezőgazdasági növény, ahogy az Egyesült Államok is fiatal ország, és a hálaadás az viszonylag új ünnep. De növénytudósként, Sokat tanultam az áfonya őseiről a botanikából és a genomikából.

Újdonság a növénynemesítési színtéren

Az emberek művelték cirok mintegy 5,500 évig, kukorica körülbelül 8,700 évig és a pamut körülbelül 5,000 évig. Ezzel szemben az áfonyát körülbelül 200 évvel ezelőtt háziasították, de az emberek ezt megelőzően ették a bogyókat.

Az erdei áfonya Észak-Amerikában őshonos. Fontos táplálékforrást jelentettek az amerikai bennszülöttek számára, akik pudingokhoz, szószokhoz, kenyerekhez és pl magas fehérjetartalmú hordozható élelmiszer, az úgynevezett pemmicán – az energiaszelet húsevő változata, amely szárított hús és olvasztott állati zsír keverékéből készül, és néha szárított gyümölcsökkel is megtűzdelve. Néhány törzs ma is készítenek pemmikánt, És még kereskedelmi változatát forgalmazzák.

Az áfonya termesztése 1816-ban kezdődött Massachusettsben, ahol Henry Hall, a függetlenségi háború veteránja megállapította, hogy áfonyás lápok homokkal borítása megtermékenyítette a szőlőt, és visszatartotta a vizet a gyökereik körül. Innen a gyümölcs elterjedt az Egyesült Államok északkeleti és felső középnyugati részén.

Ma Wisconsin nagyjából 60%-ot termel az amerikai áfonyatermésből, ezt követi Massachusetts, Oregon és New Jersey. Az áfonyát Kanadában is termesztik, ahol van jelentős gyümölcstermés.

 
A gazdálkodók gyakran elárasztják az áfonyás lápokat, hogy begyűjtsék a gyümölcsöt, amelyet legereblyéznek a szőlőről. Michael Galvin, Massachusetts Utazási és Turisztikai Hivatal/Flickr, CC BY-ND

Rugalmas és alkalmazkodó növény

Az áfonyának számos érdekes botanikai tulajdonsága van. A rózsákhoz, liliomokhoz és nárciszokhoz hasonlóan az áfonya virágai is hermafroditikusak, ami azt jelenti, hogy férfi és női részeket is tartalmaznak. Ez lehetővé teszi számukra, hogy önbeporzást végezzenek ahelyett, hogy madarakra, rovarokra vagy más beporzókra támaszkodnának.

Az áfonyavirágnak négy szirmja van, amelyek a virág kivirágzásakor visszahámozódnak. Ez szabaddá teszi a portokokat, amelyek a növény pollenjét tartalmazzák. A virágnak egy madár csőrére való hasonlósága kapta az áfonya eredeti nevét, a „áfonya. "

Amikor az áfonya nem önbeporzó, a poszméhekre és a mézelő méhekre támaszkodik, hogy virágporukat virágról virágra szállítsák. Szaporíthatók ivarosan, magok ültetésével vagy ivartalanul, szőlődugványok gyökereztetésével. Ez azért fontos a termelők számára, mert a vetőmag alapú szaporítás nagyobb genetikai diverzitást tesz lehetővé, ami olyan dolgokhoz vezethet, mint a betegségekkel szembeni ellenállás vagy a kártevők fokozott toleranciája.

Az ivartalan szaporodás azonban ugyanolyan fontos. Ez a módszer lehetővé teszi a termelők számára, hogy olyan fajták klónjait hozzanak létre, amelyek nagyon jól teljesítenek lápjaikban, és még többet termesztenek ezekből a nagy teljesítményű fajtákból.

Minden áfonya négy légzsákot tartalmaz, ezért lebegnek, amikor a gazdák elárasztják a lápokat, hogy betakarítsák őket. A légzsebek a nyers áfonyát is ugrálják, ha kemény felületre ejtik – ez jól jelzi, hogy friss-e.

Ezek a zsebek biológiai szerepet töltenek be: lehetővé teszik, hogy a bogyók lebegjenek a folyókon és a patakokon, hogy szétszórják magjaikat. Sok más növény állatokon és madarakon keresztül szórja ki magjait, amelyek megeszik gyümölcseiket, és mozgásuk során kiválasztják a magokat. De mint aki kóstolta nyersen, az tudja, hogy az áfonya rendkívül fanyar, így van korlátozott vonzerő a vadon élő állatok számára.

Áfonya DNS olvasása

A tudósok már tudják, hogy az áfonya ilyen fiatal termés sokat a genetikájukról. Az áfonya egy diploid, ami azt jelenti, hogy minden sejt egy kromoszómakészletet tartalmaz az anyai szülőtől és egy készletet az apai szülőtől. 24 kromoszómája van, és genommérete kevesebb, mint egytizede az emberi genomnak.

Az ehhez hasonló betekintések segítenek a tudósoknak jobban megérteni, hol helyezkedhetnek el a potenciálisan értékes gének az áfonya genomjában. És a diploid növények általában kevesebb gént tartalmaznak egyetlen tulajdonsághoz, ami sokkal egyszerűbbé teszi a nemesítésüket, hogy hangsúlyozzák ezt a tulajdonságot.

A kutatók leírták a termesztett áfonya vadon élő rokonának genetikáját is, amely a „kis áfonya” (Vaccinium oxycoccos). A kettő összehasonlítása segíthet a tudósoknak meghatározni, hogy a termesztett áfonya agronómiailag értékes tulajdonságai hol találhatók a genomjában, és honnan származhat a kis áfonya hidegtűrő képessége.

A kutatók molekuláris markerek fejlesztése – eszközök annak meghatározására, hogy bizonyos gének vagy érdeklődésre számot tartó szekvenciák hol helyezkednek el egy genomon belül – amelyek segítenek meghatározni a különböző áfonyafajtákból származó gének legjobb kombinációit, amelyek javíthatják a kívánt tulajdonságokat. Előfordulhat például, hogy a tenyésztő nagyobb, szilárdabb vagy vörösebb színű gyümölcsöt szeretne készíteni.

Míg az áfonyát csak rövid ideig termesztik az emberek, sokkal hosszabb ideje fejlődik. Hosszú genetikai múlttal léptek be a mezőgazdaságba, beleértve az olyan dolgokat is, mint pl a teljes genom megkettőződése és a genetikai szűk keresztmetszetek, amelyek együttesen megváltoztatják, hogy egy populáció mely génjei nyernek vagy vesznek el idővel.

A teljes genom megkettőződése akkor következik be, amikor két faj genomja ütközik, és egy új, nagyobb genomot hoz létre, amely magában foglalja a két szülői faj összes tulajdonságát. Genetikai szűk keresztmetszetek akkor lépnek fel, amikor a populáció mérete jelentősen csökken, ami korlátozza az adott faj genetikai sokféleségét. Ezek az események rendkívül gyakoriak a növényvilágban, és különböző gének növekedéséhez és elvesztéséhez vezethetnek.

Az áfonya genomjának elemzése jelezheti, hogy mikor tért el evolúciósan egyes rokonaitól, például az áfonyától, vörösáfonyától és áfonyától. Megértés hogyan alakultak ki a modern fajok megtaníthatja a növénytudósokat arra, hogyan öröklődnek a különböző tulajdonságok, és hogyan lehet ezeket hatékonyan szaporítani a jövőben.

Érett a megfelelő időben

Az áfonya szoros kapcsolata a hálaadás napjával kezdetben egyszerűen gyakorlati kérdés volt. A friss áfonya szeptember közepétől november közepéig készen áll a betakarításra, így a hálaadás napja az elfogyasztásának tökéletes időszakába esik.

Az áfonyaszószt először az 1600-as években, az amerikai gyarmatokról származó beszámolókban írták le lazán, és egy szakácskönyv először 1796-ban. A bogyók fanyar íze, amely a sokféle sav magas szintje, több mint kétszer olyan savasabbá teszi őket, mint a legtöbb más ehető gyümölcs, így üdvözlő csillogást adnak az olyan nyájas ételekben, mint a pulyka és a burgonya.

Az elmúlt évtizedekben az áfonyaipar szétágazott gyümölcslevek, rágcsálnivalók és egyéb termékek az egész éves piacok keresésére. De sok ember számára még mindig a hálaadás az az időszak, amikor a legvalószínűbb, hogy valamilyen formában áfonyát látnak az étlapon.

Serina DeSalvio, Ph.D. Genetika és genomika kandidátusa, Texas A&M Egyetem

Ezt a cikket újra kiadják A beszélgetés Creative Commons licenc alatt. Olvassa el a eredeti cikk.