Ученые определили ген, ответственный за аромат оливкового масла

Резюме

Испанские исследователи обнаружили, как манипулировать экспрессией гена 13-HPL в оливковых деревьях, влияя на аромат производимого оливкового масла. Это открытие может позволить производителям выбирать определенные сорта для желаемых ароматов или выводить новые сорта с заранее определенными ароматами, потенциально усиливая фруктовые или острые качества масла.

Группа испанских исследователей исследован ключевую генетическую черту оливкового дерева, и разработал способ манипулирования экспрессией связанного гена с соответствующими последствиями для аромата оливкового масла.

Открытие может позволить производителям выбрать сорта для производства оливкового масла с определенным ароматом, а исследователям — вывести новые сорта с заранее определенным ароматом. Генетически модифицированные оливки могут иметь более фруктовый или острый аромат.

Растения производят и выделяют огромное разнообразие летучих органических соединений, которые выделяются из различных тканей, таких как листья, плоды, цветы и корни», — пишут исследователи. С химической точки зрения эти летучие вещества растений представляют собой органические липофильные молекулы, характеризующиеся низкой температурой кипения и высоким давлением паров при температуре окружающей среды».

Летучие соединения — это молекулы, которые после высвобождения их источником достигают обонятельных рецепторов и создают аромат.

Ген 13-HPL исследуется на протяжении десятилетий, поскольку он играет ключевую роль в синтезе основных летучих соединений, составляющих аромат оливкового масла первого отжима.

Только около десяти лет назад мы смогли выделить и охарактеризовать ген 13-HPL из оливкового дерева, а также продемонстрировать предполагаемую [обычно считающуюся] функциональность белка, который он кодирует, фермента 13-HPL. Об этом рассказал Карлос Санс, руководитель исследовательской группы по биохимии и технологии растительных пищевых продуктов в Институте жира Испанского национального исследовательского совета. Olive Oil Times.

13-HPL представляет собой фермент, который производит шестиуглеродные С6 алифатические альдегиды гексаналь или гексенали из полиненасыщенных жирных кислот с гидропероксидной группой при углероде 13.

Эти летучие альдегиды, а также их спиртовые и эфирные производные являются компонентами аромата плодов разных видов растений. У оливок они также отвечают за запах скошенной травы, который образуется при измельчении листьев растения.

13-HPL — это фермент, который является частью пути липоксигеназы, который является высококонсервативным биохимическим путем в растениях и функционирует в различных органах растений», — сказал Санс. В предыдущих исследованиях мы подтвердили, что профиль летучих соединений, полученный после измельчения листьев оливы, в основном такой же, как и профиль, полученный после измельчения плодов оливы, поскольку в обоих органах повреждение ткани запускает функционирование липоксигеназного пути и, следовательно, синтез летучих соединений».

Это, по сути, происхождение аромата оливкового масла первого отжима», — добавил он. Этот аромат возникает только тогда, когда целостность плодов оливы разрушается на стадии измельчения в процессе экстракции оливкового масла первого отжима».

Исследование также показало, что в оливках есть только один ген 13-HPL, в отличие от других метаболических стадий синтеза этих летучих соединений, в которых может быть задействовано значительное количество генов с одинаковой функцией.

Итак, как только ген был идентифицирован и охарактеризован, следующим шагом было определение его функциональности. в естественных условиях, то есть проверить, что этот ген экспрессируется в оливках для производства 13-HPL и что этот фермент работает так, как он в пробирке— сказал Санс.

Чтобы проверить это, исследователи вырастили две группы оливковых деревьев, в одной из которых ген был заглушен, а в другой он был амплифицирован до максимально возможного уровня. Оттуда ученые из Института жира и Университета Малаги проанализировали полученные летучие соединения.

Исследователи обнаружили, что заглушение гена приводит к нежелательным последствиям.

Модификация экспрессии гена 13-HPL в оливковых деревьях не только приводит к значительному снижению летучих веществ C6, но также вызывает замедление роста растений», — сказал Санс. Это показывает, что активность 13-HPL необходима для нормального роста и развития оливкового растения».

Одной из причин этого может быть роль гена 13-HPL в устранении гидропероксидов полиненасыщенных жирных кислот, токсичных для растения. Избыток производных гидроперекисей в тканях растения, вероятно, влияет на его рост.

С другой стороны, нельзя забывать, что липоксигеназный путь является источником различных физиологических регуляторов, поэтому увеличение содержания этих гидроперекисей может привести к увеличению концентрации и активности некоторых из этих регуляторов с наблюдаемым фенотипическим эффектом. — сказал Санс.

По словам исследователей, результаты исследования позволят получить растения с измененной экспрессией генов. Но это повлияет только на характеристики зеленого атрибута аромата масла», — сказал Санс.

Увеличение экспрессии гена усилит зеленые фруктовые оттенки аромата. Наоборот, контроль экспрессии этого гена приведет к тому, что… масла будут иметь зеленый аромат, но с менее фруктовым и более острым характером, что ценится некоторыми группами потребителей», — сказал он.

Полученная информация подтверждает имеющиеся у нас подозрения о функционировании гена и фермента 13-HPL и их участии в синтезе основных соединений, ответственных за аромат оливкового масла первого отжима», — добавил Санс.

Хотя было бы возможно получить трансгенные линии, которые несут модифицированную экспрессию этого гена, на мой взгляд, основное применение этих знаний было бы в программах селекции оливок для разработки молекулярных маркеров для селекции с помощью маркеров новых сортов оливок, которые производят масла с улучшенным ароматом», — заключил он.

• Наука о растениях
• Испанский национальный исследовательский совет