Ученые превратили красный салат в зеленый и обнаружили неожиданный эффект

Геномно-редактированный салат (справа), в котором были модифицированы гены, отвечающие за биосинтез флавоноидов в исходном сорте краснолистного салата (слева), что привело к появлению зеленых листьев и изменению состава флавоноидов. Источник: Университет Цукубы

Красный цвет листьев салата обусловлен антоцианами — группой полифенольных пигментов, привлекающих внимание своими антиоксидантными свойствами. Растения производят антоцианы в ходе серии ферментативных реакций, начинающихся с аминокислоты фенилаланина. В процессе этого пути образуются различные флавоноиды — обширная категория растительных соединений, выполняющих множество функций, прежде чем некоторые из них в конечном итоге превращаются в антоцианы.

В новом исследовании ученые использовали редактирование генома, чтобы отключить ген, отвечающий за производство дигидрофлавонол-4-редуктазы — фермента, участвующего в критическом этапе, предшествующем образованию антоцианов в красном салате. После отключения этого гена растения перестали производить характерную красную пигментацию.

Дальнейший анализ салата выявил еще одно важное изменение. Уровни нескольких других флавоноидов, включая кверцетин, повысились. Полученные данные позволяют предположить, что блокирование производства антоцианов перенаправило биохимическую активность растения на накопление этих других соединений в рамках пути биосинтеза флавоноидов.

Без существенного влияния на рост растений

Несмотря на значительные изменения в пигментации и составе флавоноидов, модифицированный салат не показал заметного снижения роста. Этот результат свидетельствует о том, что можно изменить баланс флавоноидов в салате, стимулируя накопление соединений-предшественников вместо антоцианов, сохраняя при этом нормальный рост и продуктивность.

Хотя исследователи еще не проводили прямого сравнения модифицированных растений с обычными сортами зеленого салата, красный салат уже известен своим высоким уровнем производства полифенолов. Таким образом, эта стратегия может стать перспективным способом выведения сортов салата с индивидуальными функциональными свойствами.

Исследователи также отмечают, что производство флавоноидов очень чувствительно к условиям окружающей среды, включая интенсивность света и температуру. Поскольку растительные фабрики позволяют производителям тщательно контролировать эти факторы, полученные результаты могут помочь в разработке специализированных сортов салата, оптимизированных для систем выращивания в закрытых помещениях.

Исследование группы Эдзуры финансируется за счет следующих грантов: Программа открытых инноваций с предприятиями, научно-исследовательскими институтами и академиями, Японское агентство науки и технологий (JSTOPERA, JPMJOP1851).

Источники:

Материалы предоставлены Университетом Цукубы.

Ай Нагаминэ, Масаки Оно, Осуке Сато, Эйдзи Гото, Хироси Эдзура. Нокаут DFR с помощью CRISPR/Cas9 изменяет пигментацию и сдвигает накопление флавоноидов в краснолистном салате без заметного снижения роста. Frontiers in Genome Editing, 2026; 8 DOI: 10.3389/fgeed.2026.1755922