Günümüzde birçok mutfağın vazgeçilmez unsurlarından biri olan domatesin yabani atası, Solanum pimpinellifolium, Peru'ya mahsus, küçük yeşil yemişleri olan bir tür. Amerikan kıtasının sömürgeleştirilmesinden önce yabani domatesler, yerli halklar tarafından Meksika'ya taşınmış ve burada ıslah edilmişti. Günümüzün kırmızı meyveli evcil domatesi, Solanum lycopersicum, 16. yüzyılda İspanyollar tarafından Avrupa ve Asya'ya, 19. yüzyılda da Avrupalılar eliyle Ortadoğu'ya taşınmıştı.

Geçtiğimiz yıllarda Domates Genomu Konsorsiyumu, hem ketçap üretiminde kullanılan domates ırkının, hem de domatesin yabani atasının genomunu dizilemişti. Genomun analizi bu hafta Nature dergisinde kamuya açık bir makale olarak yayınlandı.

Çalışma, ıslah edilmiş domatesle atasının yüzde 0.8 farklılaşmış olduğunu buldu. Domatesin DNA dizisini yakın akrabası olan patatesle karşılaştırdığında, iki türün yüzde 8 DNA farkı gösterdiğini keşfettiler (kıyaslanacak olursa, bu insanla şebek arasındaki genom farkına benzer seviyede). Domates ve patates soylarının ayrışma zamanları ise 7 milyon yıl (yani insan ve şempanze ayrışmasına yakın). Bu süre zarfında yaşanan bir dizi genetik değişim sayesinde günümüz patatesi enerjisini yeraltı depolama organına yönlendirirken, domates ise enerjisinin çoğunu meyvesine aktarıyor.

Domatesin daha uzak akrabaları arasında ise Patlıcangiller ailesine ait biber, tütün ve tabii patlıcan yer alıyor.

Domates genomunu üçleyerek güçlenmiş olabilir

Domates genomunun analizi ilginç biçimde, bu bitkinin 32 bin geni olduğuna işaret etti. Buna karşın insanda yaklaşık 25 bin, bitki araştırmalarında sıkça kullanılan hardal otundaysa (Arabidopsis) 27 bin gen bulunuyor.

Genomun evrimsel analizi, bu zengin gen repertuarının patates ve domatesin ortak atalarında yaşanan bir genom üçlenmesinin sonucu olduğunu buldu. Hücre bölünmesi sırasında yaşanan hatalar sonucu genom dizisinden bir yerine üç kopya korunmuş, bunun sonucu olarak her genden üçer kopya doğmuştu. Akabinde, fazla gen kopyalarının bir kısmı mutasyonlar sonucu silinirken, bir kısmı da farklılaşarak yeni işlevlere kavuştular. Bu değişimin domatesi, tek kopya genomlu atasına göre daha üstün kılmış olması mümkün.

Bu tür büyük çaplı genetik değişimler, hayvanlar için genelde zararlı oluyor. Dolayısıyla genom çiftlenmelerine veya üçlenmelerine hayvanlarda sık rastlanmıyor. Ancak gelişim süreçleri hayvanlara göre daha az hassas olan bitkiler, bu tür büyük çaplı değişimlere karşı görece dayanıklılar. Nitekim bitkilerde bu tür vakalar çok daha yaygın.

Örneğin çift çenekli bitkilerin atasında benzer bir gen üçlenmesi yaşandığı biliniyor. Keza makarnalık buğdayın genomu iki kopya, ekmeklik buğdayın genomu ise üç kopya. Çok kopyalı genoma sahip bitkiler, tek kopya genomlu atalarına göre daha büyük ve dayanıklı olabiliyorlar.

Makale yazarları, domates-patates genom üçlenmesinin 70 milyon yıl önce gerçekleştiğini hesapladılar. Bu da aşağı yukarı, dinazorların yokolduğu devasa bir ekolojik değişim dönemine denk geliyor. Bazı bilimciler, bu dönemde fazla genom kopyasına sahip olmanın domatesin atalarına avantaj kazandırmış olabileceğini tahmin ediyorlar.

Birçok bitki, tohumlarını korumak için zehirli bileşikler üretir, elma ve badem çekirdeklerindeki siyanür gibi. Öte yandan domates gibi etli meyvelere sahip bitkiler, mevyelerini yiyen otoburlardan tohumlarını yaymak için faydalanırlar. Domates evriminde değişime uğrayan genlerin bir kısmı da meyve oluşumuyla ve dokusuyla ilgili genler. Örneğin meyvede zehirli alkaloidlerin üretiminden sorumlu birçok gen domates atalarında silinmiş.

Domates genomu konsorsiyumu ve Türkiye'de genetiğin durumu

Domatesin ve yabani atasının genomlarının dizilenmesi, bu türün ıslahı ve yerli domates ırklarının korunması açısından önemli bir adım. Yerli ırklar arasındaki farkların bulunması, daha lezzetli ve daha dayanıklı ırklar geliştirilmesinin de önünü açacaktır.

Domates Genomu Konsorsiyumu'nda, Çin, Hindistan, İsrail, İtalya, İspanya, ABD ve Arjantin de dahil olmak üzere 14 ülkeden yüzlerce bilimci yer alıyor. Ancak ekibin, dünyanın dördüncü büyük domates üreticisi olan Türkiye'den katılımcısı yok.

Türkiye'nin tarımsal genetikte geri kalmasının, ülkede tarımın geleceği açısından olumsuz sonuçlar doğuracağı uyarısında bulunan uzmanlar, ithal ırkların yaygınlaştığı bu dönemde yerli ırkların genetik özelliklerini tespitin ve bunları korumanın giderek daha önemli hale geldiğini belirtiyorlar.

(soL - Bilim)