Вчені визначили ген, відповідальний за аромат оливкової олії

Група іспанських дослідників має досліджено ключовою генетичною ознакою оливкового дерева і розробив спосіб маніпулювання експресією асоційованого гена з відповідними наслідками на аромат оливкової олії.

Відкриття може дозволити виробникам вибирати сорти для виробництва оливкової олії зі специфічними ароматами або дослідникам виводити нові сорти з попередньо визначеними ароматами. Генетично модифіковані оливки можуть мати більш фруктовий або гострий аромат.

"Рослини виробляють і виділяють величезну різноманітність летких органічних сполук, які виділяються з різних тканин, таких як листя, плоди, квіти та коріння», – пишуть дослідники. ​"З хімічної точки зору ці рослинні леткі речовини є органічними ліпофільними молекулами, що характеризуються низькими температурами кипіння і високим тиском пари при температурі навколишнього середовища».

Леткі сполуки — це молекули, які після вивільнення їх джерелом досягають нюхових рецепторів і створюють аромат.

Ген 13-HPL досліджували протягом десятиліть, оскільки він відіграє ключову роль у синтезі основних летких сполук, які складають аромат оливкової олії першого віджиму.

"Лише приблизно десять років тому ми змогли виділити і охарактеризувати ген 13-HPL з оливкового дерева, а також продемонструвати передбачувану [загальну думку] функціональність білка, який він кодує, ферменту 13-HPL, Карлос Санс, керівник дослідницької групи з біохімії та технології рослинної їжі в Інституті жиру Національної дослідницької ради Іспанії, сказав Olive Oil Times.

13-HPL - це фермент, який виробляє шестивуглецевий С6 аліфатичні альдегіди гексанал або гексеналі з поліненасичених жирних кислот з гідропероксидною групою вуглецю 13.

Ці леткі альдегіди та їх спиртові та ефірні похідні є компонентами аромату плодів різних видів рослин. В оливках вони також відповідають за запах скошеної трави, який виникає при подрібненні листя рослини.

"13-HPL – це фермент, який є частиною ліпоксигеназного шляху, який є висококонсервативним біохімічним шляхом у рослин, який функціонує в різних органах рослин», – сказав Санс. ​"У попередніх дослідженнях ми перевірили, що профіль летких сполук, отриманих після подрібнення оливкового листа, в основному такий же, як і після подрібнення плодів оливки, оскільки в обох органах пошкодження тканини запускає функціонування ліпоксигеназного шляху, а отже синтез летких сполук».

"Це, по суті, походження аромату оливкової олії першого віджиму», – додав він. ​"Цей аромат виникає лише тоді, коли цілісність плодів оливки руйнується на стадії подрібнення процесу екстракції оливкової олії першого віджиму».

Дослідження також виявило, що в оливці є лише один ген 13-HPL, на відміну від інших метаболічних етапів синтезу цих летких сполук, в яких може бути задіяна значна кількість генів з однаковою функцією.

"Що ж, як тільки ген був ідентифікований і охарактеризований, наступним кроком було визначення його функціональності в природних умовах, тобто перевірити, що цей ген експресується в оливці для вироблення 13-HPL і що цей фермент працює так само пробірці», - сказав Санс.

Щоб переконатися в цьому, дослідники виростили два набори оливкових дерев, в одному з яких ген був приглушений, а в другому він був ампліфікований до максимально можливого рівня. Звідти вчені з Інституту жиру та Університету Малаги проаналізували отримані леткі сполуки.

Дослідники виявили, що замовчування гена призводить до небажаних наслідків.

"Модифікація експресії гена 13-HPL в оливкових деревах не тільки спричиняє значне зниження летючих речовин C6… вона також викликає менший ріст рослин», – сказав Санс. ​"Це показує, що активність 13-HPL необхідна для нормального росту та розвитку оливкової рослини».

Однією з причин цього може бути роль, яку відіграє ген 13-HPL в усуненні гідропероксидів поліненасичених жирних кислот, які є токсичними для рослини. Надлишок похідних гідропероксиду в тканинах рослини, ймовірно, впливає на його ріст.

"З іншого боку, не можна забувати, що ліпоксигеназний шлях є джерелом різних фізіологічних регуляторів, тому збільшення вмісту цих гідропероксидів може призвести до збільшення концентрації та активності деяких із цих регуляторів із спостережуваним фенотиповим ефектом. », - сказав Санс.

За словами дослідників, результати дослідження дозволять виробляти рослини з модифікованою експресією генів. ​"Але це вплине лише на характеристики зеленого атрибута аромату олії», – сказав Санс.

Збільшення експресії гена посилить зелені фруктові властивості аромату. ​"Навпаки, контроль експресії цього гена призведе до того, що олії будуть мати зелений аромат, але з менш фруктовим і більш гострим характером, які цінують деякі сектори споживачів», – сказав він.

"Отримана нами інформація підтверджує наявні у нас підозри щодо функціонування гена та ферменту 13-HPL та їхньої участі в синтезі основних сполук, що відповідають за аромат оливкової олії першого віджиму», – додав Санс.

"Хоча було б можливим отримати трансгенні лінії, які несуть модифіковану експресію цього гена, на мою думку, основне використання цих знань було б у програмах селекції оливок для розробки молекулярних маркерів для маркерної селекції нових сортів оливок, які виробляють олії з покращеним ароматом», – підсумував він.

• Наука про рослини
• Іспанська національна наукова рада