Разные сорта обладают различными способностями к хранению. К сожалению, на полках наших магазинов нет сортов, выращенных в Алтайском крае, которые обладают фактором длительного хранения. Этот фактор называют лежкостью. Ее подразделяют на низкую, среднюю и высокую. Уровень лежкости зависит от количества выделения этилена в плодах. Синтез данного гормона кодируется двумя генами: Md-ACOIFR и Md-ACS1 [1].

В связи с этим встает вопрос выведения новых сортов, обладающих геном лежкости. Ключевой проблемой является то, что ждать первый урожай яблони придется минимум 5–7 лет. Но селекционеры нашли выход из данной ситуации, ведь знание и понимание генетических основ дает возможность изучить признак растения до его плодоношения с помощью методов молекулярной биологии [2]. В нашей работе мы исследовали наличие генов лежкости в разных сортах плодов представленных на полках продуктовых магазинов города Барнаул.

Актуальность исследования заключается в классификации разных сортов яблок и груш по целевому назначению. Полученные данные лягут в основу памятки для потребителей, которая поможет выбрать оптимальный сорт для различных целей употребления. В связи с этим была поставлена следующая цель исследования: выявить экспериментальным путем гены ( MdACOI-MdACSI ), благодаря которым яблоки и груши могут дольше сохраняться.

Задачи:

1. Изучить теоретические данные по проекту исследования;
2. Выбрать сорта яблок с разным сроком хранения;
3. Выделить ДНК из всех образцов яблок и груш;
4. Проанализировать полученные образцы методом ПЦР;
5. Проанализировать все образцы с помощью органолептического метода.
6. Выявить сорта яблок и груш с более длительным сроком хранения.
7. Составить памятки для потребителей по наиболее важным параметрам вкусовых качеств и сроков хранения.

Гипотеза исследования звучит следующим образом: в яблоках и грушах с более длительным сроком хранения с большей вероятностью присутствуют гены MdACOI и MdACSI . Объектом исследования являются яблоки и груши разных сортов, а предметом исследования служат гены синтеза этилена.

Методы исследования

Выделение нуклеиновых кислот производилось по протоколу производителя (DimondDNA). Полимеразная цепная реакция проводилась в готовой смеси БиоМастер HS-Taq ПЦР (Биолабмикс, Россия). Амплификацию мы проводили в термоциклере по следующей программе: денатурация 95 °C — 15 с, отжиг праймеров 57 C° 40 с, элонгация 72 °C 30 с (всего 33 циклов). Для визуализации результатов был проведен горизонтальный электрофорез в 1,5 % агарозном геле. Далее был сделан снимок геля в транс-иллюминаторе.

Рис. 1. Сорта яблок и груш, использованные в исследовании (1. Груша Аббат, 2. Яблоки Флеш Гала, 3. Яблоки Гренни Смит, 4. Яблоки Сезонные, 5. Яблоки Фуджи, 6. Яблоки Заветные, 7. Груши Сезонные, 8. Яблоки Голден, 9. Malus sylvestris )

Образцы также подверглись органолептическому методу исследования. Это комплексный анализ качества плодов с помощью органов чувств по следующим параметрам: сладость, кислотность, терпкость, плотность, сочность. Для каждого сорта были проставлены баллы каждым участником проекта, от 1 до 5, где 5 является наивысшим баллом. В итоге был выведен средний бал по каждому из параметров.

Результаты

Рис. 2. Электрофорез генов MdACOI-MdACSI

На основе полученных данных методами молекулярной биологии и после проведения органолептического исследования, нами были разработаны памятки по срокам хранения и по вкусовым качествам (Таблица 1, Таблица 2).

В результате нашего исследования мы выявили, что ген “ MdACOI ” присутствует в следующих сортах яблок и груш: груши Аббат, яблоки Флеш Гала, яблоки Гренни Смит, яблоки Сезонные, яблоки Фуджи, груши Сезонные, и диком представителе яблонь Malus sylvestris . А ген “ MdACSI ” присутствует в следующих сортах яблок и груш: груши Аббат, яблоки Флеш Гала, яблоки Гренни Смит, яблоки Сезонные и диком представителе яблонь Malus sylvestris .

Таблица 1

Памятка по сроку хранения

Таблица 2

Памятка по вкусовым качествам

Работа выполнена в рамках смены научно-исследовательского лагеря для школьников «BioCamp2025».

Литература:

1. Costa, F., Stella, S., Van de Weg, W. E. [et al.]. (2005). Role of the genes Md-ACOl and Md-ACSl in ethylene production and shelf life of apple ( Malus domestica Borkh.). Euphytica . 141. 181–190

2. Аллельный состав генов Md-ACS1 , Md-AC01 и Md-Expr7 сортов яблони ( Malusdomestica ) с различным сроком хранения плодов / О. Ю. Урбанович, П. В. Кузмицкая, З. А. Козловская, Н. А. Картель // Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия биологических наук. — 2013. — № 3. — С. 47–55.