Dold under det ömtåliga, röda skalet och det saftiga köttet av en tomat finns en mängd näringsämnen och genetisk makeup. Med ny forskning om det första genomet av en art i tomatillostammen (en del av tomatfamiljen) har vi nu en bättre uppfattning om hur denna livsviktiga växtfamilj kom till.

Enkelt uttryckt är ett genom en komplett uppsättning DNA (genetiskt material) i en växt. Genomet innehåller all information som behövs för att en växt ska utvecklas och växa. När forskare sätter ihop genetiska sekvenser för att bygga ett helt genom – ungefär som att slutföra ett pussel – hjälper det dem att förutsäga saker som hur en växt kommer att växa (rak eller krokig) och hur frukten kan se ut (tunn eller tjockskallig.) Denna information är viktigt för att förstå hur olika sorter kommer till och är nyckeln till att föda fram bättre grödor.

"Tomatfamiljen är helt enkelt den mest fascinerande familjen. Den består av växter som är stora grödor, invasiva ogräs, viktiga mediciner, vackra ströväxter och många vilda arter som är släktingar med grödor", säger Stacey Smith, professor vid University of Colorado-Boulder.

Denna forskning publicerades i The Plant Genome .

Smith ledde arbetet med att sekvensera genomet av Iochroma cyaneum, en vild buske i tomatillostammen i tomatfamiljen. Iochroma visar slående blå blommor men är inte allmänt odlad. Forskare som Smith kan lära sig hur viktiga växtfamiljer utvecklades genom att samla in många genom från olika underarter.

"Till skillnad från de flesta växter i familjen med sekvenserade genom, är det inte en gröda. Det är också den enda medlemmen av hela sin stam med genomet sammansatt till kromosomnivån", säger Smith. Dessa unika egenskaper gör det nya genomet ännu mer värdefullt för att förstå hur den bredare familjen utvecklades.

Efter att ha sekvenserat Iochroma-genomet och satt ihop sekvenserna till kromosomer som ett pussel, jämförde Smiths forskargrupp det med andra medlemmar i familjen. Den bredare tomatfamiljen har nästan 3 000 arter. Vissa av dessa arter, som belladonna, är giftiga för människor. Fyrtio arter har tämjts, som inkluderar potatis, aubergine och paprika, förutom tomater. Alla dessa växter tillhör familjen kallas också "nattskygg". I pusselexemplet betyder det att de alla har en liknande uppsättning pusselbitar, upp till en viss punkt. Därifrån är deras pusselbitar annorlunda.

Genomet berättade för forskarna att Iochroma var en del av familjen känd som "bärkläden". Denna undergrupp bildar "bär" som är saftiga frukter med många frön, som tomater och paprika. Men forskarna blev förvånade över att finna att familjeförhållandena inom denna kladd var långt ifrån tydliga. De genetiska bevisen var osäkra om vilka arter som var närmast släkt. Biologer kallar denna typ av oenighet för "diskordans."

"Den här typen av oenighet uppstår ofta när linjer reproducerar snabbt inom olika arter", säger Smith. "Det kan vara vad som hände för tiotals miljoner år sedan när köttiga bär från den här familjen dök upp på scenen. Som ett resultat av denna oenighet kan vi inte göra definitiva uttalanden om vilka arter som är närmare släkt."

Ändå ger det nya genomet en ny titt på familjens utveckling. En ledtråd är hur generna har rört sig. När arter utvecklas kan gener flytta från en kromosom till en annan. Växter anpassar sig effektivt till dessa förändringar. Men Iochroma bjöd på en överraskning. Dess genomblandning liknade inte något annat sekvenserat genom, vilket betyder att busken har haft sin egen unika evolutionära väg.

"Med tillägget av lochroma-genomet arbetar vi för att förstå hur gener har blandats runt under bärkladens evolutionära historia", säger Smith. "Vi har bara skrapat på ytan när det gäller att förstå hur denna mångfald utvecklats."

Även om den nya forskningen inte kommer att ge en godare tomat eller tangier tomatillo direkt, säger Smith att familjen redan erbjuder många smaker till den djärva trädgårdsmästaren. Och kanske en uppskattning för mångfalden som evolutionen erbjuder.

"Jag skulle uppmuntra alla som är nyfikna på nattljus att lära känna några av de mindre kända grödorna - prova gyllene bär, malda körsbär, pepinos, wonderberries eller naranjillas", säger Smith. "Det finns till och med arter som kan ätas som grönsaker. Många av dessa kommer gärna att växa i nordliga klimat och ge mycket mer smak än någon tomat du kan hitta i mataffärens hyllan." + Utforska vidare

Vilda tomats genom kommer att gynna domesticerade kusiner