Маленький, а точь в точь как большой собрат

Отличия плодов томатов разных размеров (крупноплодных vs. мелкоплодных, типа черри или коктейльных) обусловлены комплексом генетических, анатомических, физиологических и биохимических факторов.

Генетический контроль и количество плодолистиков

Основная причина: Главное различие заложено в генах, контролирующих количество плодолистиков (карпелей) в завязи цветка.

Мелкоплодные (черри, смородиновидные): Обычно имеют 2 плодолистика. Это приводит к формированию двухкамерного плода с относительно небольшим количеством семян.

Крупноплодные (бифштексные, бычье сердце): Несут мутации в генах (таких как fas, lc, fasciated), которые увеличивают количество плодолистиков до 6-10 и более. Это приводит к формированию многокамерных плодов с большим количеством семян и значительно большим потенциалом роста.

Гены размера: Идентифицированы специфические гены и QTL (локусы количественных признаков), отвечающие за конечный размер плода, контролирующие как количество карпелей, так и последующие стадии роста (деление и растяжение клеток).

Особенности роста и развития плода

Продолжительность фазы деления клеток: У крупноплодных сортов фаза активного деления клеток (гиперплазия) в завязи после оплодотворения длится значительно дольше (до 10-15 дней), чем у мелкоплодных (часто всего 5-7 дней). Это создает основу для большего размера.

Интенсивность растяжения клеток: Хотя у мелкоплодных сортов клетки могут растягиваться (гипертрофироваться) сильнее относительно их изначального размера, абсолютный размер отдельных клеток мякоти (перикарпия) у крупноплодных сортов в итоге больше.

Количество клеток: Ключевое отличие. Крупноплодные сорта формируют на порядок больше клеток в завязи из-за более длительной фазы деления и изначально большего размера завязи (связанного с большим числом карпелей). Общее количество клеток в зрелом плоде напрямую коррелирует с его размером.

Анатомия плода

Соотношение тканей: У мелкоплодных сортов относительно большая доля приходится на плаценту и семена по сравнению с мякотью (перикарпием). У крупноплодных доля мякоти значительно выше.

Толщина перикарпия: Стенка плода (перикарпий) у крупноплодных сортов, как правило, толще, но при этом может быть менее плотной.

Структура: Многокамерность крупноплодных томатов часто приводит к ребристости и менее правильной форме. Мелкоплодные обычно более округлые и гладкие.

Плотность клеток: Мелкоплодные сорта часто имеют более высокую плотность упаковки клеток в мякоти.

Физиология и биохимия

Гормональная регуляция: Развитие плода управляется фитогормонами (ауксины, гиббереллины, цитокинины). У крупноплодных сортов синтез и чувствительность к этим гормонам в завязи и развивающемся плоде выше, особенно на критической стадии завязывания и раннего роста, что стимулирует большее деление клеток.

Транспорт ассимилятов: Крупному плоду требуется больше питательных веществ. Сорта различаются по эффективности привлечения фотосинтатов (сахаров) из листьев. Крупноплодные сорта могут быть более активными "стоком" (sink), но иногда это приводит к неравномерному созреванию внутри плода.

Сухое вещество и сахара: Мелкоплодные сорта (особенно черри) обычно имеют более высокую концентрацию сухого вещества, сахаров (Brix) и органических кислот. Это связано с:

Большим отношением поверхности к объему (быстрее испарение воды, концентрация веществ).

Большей долей плаценты и семян (богатых питательными веществами).

Более высокой плотностью клеток.

Генетическими факторами, направляющими больше ресурсов на синтез сахаров и ароматических соединений.

Содержание ликопина и антиоксидантов: Концентрация некоторых полезных соединений (ликопина, бета-каротина, фенолов) также часто выше у мелкоплодных сортов на единицу массы, хотя общее их количество в крупном плоде, конечно, больше.

Онтогенез и агротехника

Скорость созревания: Мелкоплодные сорта обычно созревают быстрее из-за меньшего объема.

Устойчивость к растрескиванию: Мелкоплодные сорта, как правило, более устойчивы к растрескиванию благодаря более прочной кожице и меньшему внутреннему напряжению при наливе и колебаниях влажности.

Требовательность: Крупноплодные сорта часто более требовательны к условиям (стабильный полив, подкормки, защита от стрессов) для реализации своего генетического потенциала размера и предотвращения таких проблем, как вершинная гниль или пустотелость.

Резюме

Размер плода томата — комплексный количественный признак, определяемый взаимодействием множества генов. Ключевое различие лежит в генетически детерминированном количестве плодолистиков в завязи, что задает потенциал размера через начальное число клеток и структуру плода. Этот потенциал реализуется в ходе онтогенеза благодаря продолжительной фазе деления клеток и интенсивному растяжению клеток, регулируемым специфическими фитогормонами.

В результате крупноплодные сорта формируют многокамерные плоды с большим общим количеством и размером клеток мякоти, но часто с менее концентрированным содержанием сухого вещества и сахаров. Мелкоплодные сорта имеют двухкамерные плоды с меньшим количеством, но более плотно упакованных клеток, высокой долей плаценты и семян, что приводит к характерной интенсивности вкуса и аромата и большей устойчивости к растрескиванию. Биохимические различия (сахара, кислоты, ликопин) являются следствием как анатомии, так и специфической генетической регуляции метаболических путей.