Etylén bez účinku – prečo paprika nevykazuje po dozretí

Hormón dozrievania etylén spôsobuje, že zelené paradajky sa červenajú aj po zbere. Paprike a chilli papričky naopak rastlinný hormón úplne nerobí dojem. Tento rozdiel v správaní je o to prekvapivejší, že paradajky a paprika sú dvaja blízki príbuzní. Výskumníci z Inštitútu Maxa Plancka pre molekulárnu fyziológiu rastlín v Postupime skúmali túto záležitosť a porovnávali úrovne génovej expresie a metabolické dráhy rastlín. Pochopenie procesu zrenia je dôležité, aby potraviny nezhnili na ceste od výrobcu ku konzumentovi.

Chovatelia paradajok dosiahli pred rokmi prevrat: Identifikovali paradajky s genetickým defektom, ktorý spôsobuje, že plody dozrievajú len veľmi pomaly, a to aj pod vplyvom hormónu dozrievania rastlín etylénu. To obchodníkom a pestovateľom urobilo radosť, pretože im to poskytlo viac času na prepravu pôvodne zeleného tovaru z miesta zberu do predajných pobočiek. Tam by potom mohol dozrieť pomocou etylénovej fumigácie. Ostatné ovocie, ako je paprika, hrozno alebo jahody, spravidla nevykazuje žiadne následné dozrievanie, je potrebné ich zbierať v zrelom stave a skonzumovať čo najskôr. Výskumníci z Inštitútu Maxa Plancka pre molekulárnu fyziológiu rastlín v Postupime skúmali otázku, prečo etylén spôsobuje u niektorých rastlín následné dozrievanie a u iných zostáva nepovšimnutý.

Aby sa zjednodušilo porovnanie metabolizmu a hladín génovej expresie rastlín po dozrievaní a nedozrievajúcich, vedci zamerali svoju prácu na dva blízko príbuzné druhy: paradajky po dozrievaní a čili habanero bez dozrievania, obe nočné. Skúmali metabolizmus rastlín v rôznych časoch pred a po takzvanom zlomovom bode, t. j. v deň, kedy ovocie začína proces dozrievania prostredníctvom viditeľnej zmeny farby.

Etylén aktivuje svoju vlastnú syntézu a početné gény zrelosti

Práve v tento deň paradajky uvoľňujú obrovské množstvo etylénu, ktorý sa nazýva aj „etylénový šok“. Plynný fytohormón etylén aktivuje vlastnú syntézu hneď, ako sa rastlina dostane zvonku do kontaktu s etylénom. Z tohto dôvodu zelené banány pri skladovaní vedľa jabĺk rýchlejšie žltnú, keďže jablká sú výborným zdrojom etylénu.

Pri syntéze etylénu hrajú kľúčovú úlohu dva enzýmy, ktoré sa nazývajú ACC syntáza a ACC oxidáza. Počas procesu dozrievania produkujú zrejúce plody paradajok oveľa viac týchto enzýmov, čo vedie k neustálemu zvyšovaniu hladiny etylénu. Etylén potom spustí v paradajkách signálnu kaskádu, ktorá vedie k dozretiu ovocia. Zo zelených chloroplastov sa stávajú farebné chromoplasty, rozkladajú sa zložky tvrdých bunkových stien, tvoria sa cukry a mení sa obsah živín.

Chilli nevykazujú žiadnu reakciu na zvýšené hladiny etylénu

Nie tak s čili. "Zdá sa, že etylén nemá žiadny vplyv na génovú expresiu alebo metabolizmus čili paprík Habenero," povedal vedúci skupiny Dr. Alisdair Fernie, ktorý so svojím tímom skúmal metabolizmus a génovú aktivitu plodov. Prekvapivo boli gény ďalej po prúde v etylénovom signálnom reťazci čoraz aktívnejšie. "Gény pre rozklad bunkovej steny rastlín alebo biosyntézu karotenoidov sa zvýšili počas normálneho procesu dozrievania na rastline v paradajkách aj paprikách," vysvetľuje Fernie. Vedci stále hľadajú molekulu, ktorá spúšťa proces dozrievania papriky a iného nedozrievajúceho ovocia.

Zdroj: Postupim [Inštitút Maxa Plancka pre molekulárnu fyziológiu rastlín]