Rajče jedlé (Solanum lycopersicum L.) patří mezi nejvýznamnější plodové zeleniny. Plody — rajčata představují bohatý zdroj vitamínů a mikroživin, a proto tvoří důležitou součást lidské stravy po celém světě. Jednou z hlavních výzev rajčatového průmyslu je snížení posklizňových ztrát plodů způsobených fyziologickým a mikrobiálním znehodnocením nebo mechanickým poškozením. Šlechtitelé rajčat se proto dlouhodobě zaměřují na možnost zvyšování pevnosti plodů vybraných odrůd, aby se zlepšila jejich sklizeň, trvanlivost a odolnost vůči chorobám. V mnoha případech však docházelo i ke kvalitativním změnám plodů (zhoršení barvy, chuti, aroma a nutriční hodnoty), což snižovalo jejich atraktivitu pro spotřebitele. Použití genové editace ke zlepšení trvanlivosti plodů bez ovlivnění jejich kvality může výrazně snížit ztráty rajčat a splnit očekávání spotřebitelů. 

Pevnost plodů rajčat je určena řadou faktorů, z nichž nejvýznamnější jsou změny ve složení pektinu v primárních buněčných stěnách (CW). Během zrání plodů je pektin rozkládán a rozpouštěn prostřednictvím řady enzymatických reakcí, což vede ke snížené integritě CW a následnému změknutí tkáně. Technologie CRISPR umožnila cíleně zasáhnout do genů zodpovědných za měknutí plodů bez nežádoucích pleiotropních účinků. Konkrétně byly u rajčat simultánně vyřazeny (knockoutovány) geny SlPG2a (Solyc10g080210) a SlPL (Solyc03g111690), které kódují enzymy SlPG (polygalakturonasa) a SlPL (pektátlyasa) podílející se na rozkladu pektinu v buněčných stěnách během zrání rajčat. Tímto zásahem došlo k významnému zpomalení procesu měknutí, což vede k pevnějším, trvanlivějším plodům bez negativního dopadu na chuť, barvu ani aroma. Dále bylo zjištěno, že plody s dvojitým CRISPR knockoutem vykazují vyšší odolnost vůči mechanickému poškození, nižší ztrátu vody a delší prodejnost, což přináší výhody jak pěstitelům, tak spotřebitelům. Kvalitativní parametry, jako je poměr cukrů a kyselin, aromatické těkavé látky či barevné složky slupky, zůstaly zachovány nebo se ve srovnání s planým typem dokonce zlepšily.

Šlechtitelský průmysl by mohl tyto znalosti využít k vytvoření linie rajčat s delší trvanlivostí. Podobně by mohly být mutace v SlPG2a a SlPL indukované metodou CRISPR zavedeny do vysoce hodnotných odrůd rajčat s výbornou chutí a omezenou trvanlivostí, jako jsou rajčata odrůdy Heirloom nebo rajčata dozrávaná na révě.

Výsledky tohoto výzkumu dále poskytují nové poznatky o vlivu degradace pektinového řetězce na fyziologii ovoce a jeho posklizňovou kvalitu, které lze využít v programech šlechtění plodin s cílem zvýšit odolnost plodů v dodavatelském řetězci bez snížení jejich kvality.

Aktualizace ke dni: 30.10.2025