แครนเบอร์รี่เติบโตบนเถาวัลย์ในหนองทรายและหนองน้ำ แลนซ์ เฉิง, USDA/Flickr

แครนเบอร์รี่เป็นวัตถุดิบหลักในครัวเรือนของสหรัฐอเมริกาในช่วงวันขอบคุณพระเจ้า แต่ผู้อยู่อาศัยในบึงรายนี้มาอยู่บนโต๊ะวันหยุดได้อย่างไร

เมื่อเทียบกับพืชอันทรงคุณค่าหลายชนิดที่ปลูกฝังมานานนับพันปี แครนเบอร์รี่ที่ปลูก (วัคซีนแมคโครคาร์พอน) เป็นพืชเกษตรอายุน้อย เช่นเดียวกับที่สหรัฐอเมริกาเป็นประเทศใหม่และวันขอบคุณพระเจ้า วันหยุดที่ค่อนข้างใหม่. แต่ ในฐานะนักวิทยาศาสตร์ด้านพืชฉันได้เรียนรู้มากมายเกี่ยวกับบรรพบุรุษของแครนเบอร์รี่จากพฤกษศาสตร์และจีโนมิกส์ของมัน

ใหม่ในฉากการปรับปรุงพันธุ์พืช

มนุษย์ได้มีการปลูกฝัง ข้าวฟ่างมาประมาณ 5,500 ปี, ข้าวโพดประมาณ 8,700 ปี และ ฝ้ายประมาณ 5,000 ปี. ในทางตรงกันข้าม แครนเบอร์รี่ถูกนำมาใช้ในบ้านเมื่อประมาณ 200 ปีที่แล้ว แต่ผู้คนกลับรับประทานผลเบอร์รี่ก่อนหน้านั้น

แครนเบอร์รี่ป่ามีถิ่นกำเนิดในทวีปอเมริกาเหนือ พวกเขาเป็นแหล่งอาหารที่สำคัญสำหรับชนพื้นเมืองอเมริกัน ซึ่งใช้ในพุดดิ้ง ซอส ขนมปัง และก อาหารแบบพกพาที่มีโปรตีนสูงเรียกว่า pemmican – แถบพลังงานแบบสัตว์กินเนื้อ ทำจากส่วนผสมของเนื้อแห้งและไขมันสัตว์ และบางครั้งก็เต็มไปด้วยผลไม้แห้ง ชนเผ่าบางเผ่า วันนี้ยังทำเพมมิกันอยู่เลยและแม้กระทั่ง วางตลาดเวอร์ชันเชิงพาณิชย์.

การเพาะปลูกแครนเบอร์รี่เริ่มขึ้นในปี พ.ศ. 1816 ในรัฐแมสซาชูเซตส์ ซึ่งเฮนรี่ ฮอลล์ ทหารผ่านศึกจากสงครามปฏิวัติค้นพบสิ่งนั้น คลุมบึงแครนเบอร์รี่ด้วยทราย ผสมพันธุ์เถาองุ่นและกักเก็บน้ำไว้รอบราก จากนั้นผลไม้ก็แพร่กระจายไปทั่วภาคตะวันออกเฉียงเหนือของสหรัฐอเมริกาและตอนบนของมิดเวสต์

วันนี้ วิสคอนซินผลิตประมาณ 60% ของการเก็บเกี่ยวแครนเบอร์รี่ของสหรัฐอเมริกา ตามมาด้วยแมสซาชูเซตส์ ออริกอน และนิวเจอร์ซีย์ แครนเบอร์รี่ยังปลูกในแคนาดาอีกด้วย พืชผลไม้ที่สำคัญ.

 
เกษตรกรมักจะท่วมบึงแครนเบอร์รี่เพื่อเก็บเกี่ยวผลไม้ ซึ่งพวกเขาจะขุดออกมาจากเถาวัลย์ Michael Galvin สำนักงานการเดินทางและการท่องเที่ยวแมสซาชูเซตส์ / Flickr, CC BY-ND

พืชที่มีความยืดหยุ่นและปรับตัวได้

แครนเบอร์รี่มีคุณสมบัติทางพฤกษศาสตร์ที่น่าสนใจมากมาย เช่นเดียวกับดอกกุหลาบ ลิลลี่ และแดฟโฟดิล ดอกไม้แครนเบอร์รี่ถือเป็นกระเทย ซึ่งหมายความว่าพวกมัน มีทั้งส่วนชายและหญิง. วิธีนี้ช่วยให้พวกมันผสมเกสรด้วยตนเอง แทนที่จะพึ่งนก แมลง หรือแมลงผสมเกสรอื่นๆ

ดอกแครนเบอร์รี่มีกลีบสี่กลีบที่จะลอกกลับเมื่อดอกบาน ซึ่งจะทำให้อับเรณูซึ่งมีละอองเรณูของพืชปรากฏอยู่ ความคล้ายคลึงของดอกไม้กับจะงอยปากของนก ทำให้แครนเบอร์รี่มีชื่อดั้งเดิม “แครนเบอร์รี่".

เมื่อแครนเบอร์รี่ไม่ผสมเกสรด้วยตนเอง แครนเบอร์รี่ต้องอาศัยผึ้งบัมเบิลบีและผึ้งน้ำหวานในการลำเลียงละอองเกสรจากดอกไม้หนึ่งไปยังอีกดอกไม้หนึ่ง พวกเขายังสามารถขยายพันธุ์ทางเพศโดยการปลูกเมล็ดหรือไม่อาศัยเพศโดยการปักชำเถาวัลย์ นี่เป็นสิ่งสำคัญสำหรับผู้ปลูก เนื่องจากการขยายพันธุ์โดยใช้เมล็ดทำให้เกิดความหลากหลายทางพันธุกรรมที่สูงขึ้น ซึ่งสามารถแปลไปสู่สิ่งต่างๆ เช่น ความต้านทานโรคที่เพิ่มขึ้นหรือความทนทานต่อศัตรูพืชมากขึ้น

อย่างไรก็ตาม การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศก็มีความสำคัญไม่แพ้กัน วิธีนี้ช่วยให้ผู้ปลูกสามารถสร้างโคลนของพันธุ์ที่ทำงานได้ดีในหนองน้ำของพวกเขาและขยายพันธุ์ที่มีประสิทธิภาพสูงเหล่านั้นได้มากขึ้น

แครนเบอร์รี่ทุกลูก มีช่องอากาศสี่ช่องซึ่งเป็นเหตุให้พวกมันลอยน้ำเมื่อชาวนาท่วมบึงเพื่อเก็บเกี่ยว ช่องอากาศยังทำให้แครนเบอร์รี่ดิบเด้งกลับเมื่อวางลงบนพื้นแข็ง ซึ่งเป็นตัวบ่งชี้ที่ดีว่าแครนเบอร์รี่สดหรือไม่

กระเป๋าเหล่านี้มีบทบาททางชีวภาพ: ช่วยให้ผลเบอร์รี่ลอยไปตามแม่น้ำและลำธารเพื่อกระจายเมล็ดของมัน พืชอื่นๆ อีกหลายชนิดจะกระจายเมล็ดผ่านทางสัตว์และนกที่กินผลของมัน และขับถ่ายเมล็ดออกมาในขณะที่พวกมันเคลื่อนที่ไปรอบๆ แต่ใครก็ตามที่เคยชิมมันแบบดิบๆ จะรู้ดีว่าแครนเบอร์รี่นั้นมีรสเปรี้ยวเป็นพิเศษ ดังนั้นพวกมันจึงมี การอุทธรณ์ที่จำกัดสำหรับสัตว์ป่า.

การอ่าน DNA ของแครนเบอร์รี่

นักวิทยาศาสตร์รู้อยู่แล้วว่าแครนเบอร์รี่เป็นพืชอายุน้อย มากมายเกี่ยวกับพันธุกรรมของพวกเขา. แครนเบอร์รี่ เป็นแบบซ้ำซ้อนซึ่งหมายความว่าแต่ละเซลล์ประกอบด้วยโครโมโซมหนึ่งชุดจากผู้ปกครองของมารดาและอีกชุดหนึ่งจากผู้ปกครองของบิดา มีโครโมโซม 24 โครโมโซม และขนาดจีโนมน้อยกว่าหนึ่งในสิบของจีโนมมนุษย์

ข้อมูลเชิงลึกเช่นนี้ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจได้ดีขึ้นว่ายีนที่มีคุณค่าอาจอยู่ที่ใดในจีโนมแครนเบอร์รี่ และพืชซ้ำมีแนวโน้มที่จะมียีนที่เกี่ยวข้องกับลักษณะเดียวน้อยกว่า ซึ่งทำให้การผสมพันธุ์พวกมันเน้นย้ำลักษณะนั้นได้ง่ายขึ้นมาก

นักวิจัยยังได้บรรยายถึงพันธุกรรมของแครนเบอร์รี่ป่าที่ปลูกซึ่งรู้จักกันในชื่อ “แครนเบอร์รี่ลูกเล็ก” (วัคซีน ออกซีคอคโคส). การเปรียบเทียบทั้งสองสามารถช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ระบุได้ว่าลักษณะที่มีคุณค่าทางการเกษตรของแครนเบอร์รี่ที่ปลูกนั้นอยู่ที่จีโนมของมันที่ใด และความแข็งแกร่งในความเย็นของแครนเบอร์รี่ลูกเล็กๆ บางส่วนอาจมาจากไหน

นักวิจัยคือ การพัฒนาเครื่องหมายโมเลกุล – เครื่องมือในการพิจารณาว่ายีนหรือลำดับที่น่าสนใจอยู่ที่ใดภายในจีโนม – เพื่อช่วยระบุการผสมผสานที่ดีที่สุดของยีนจากแครนเบอร์รี่พันธุ์ต่างๆ ที่สามารถเพิ่มลักษณะที่ต้องการได้ ตัวอย่างเช่น ผู้เพาะพันธุ์อาจต้องการทำให้ผลไม้มีขนาดใหญ่ขึ้น แน่นมากขึ้น หรือมีสีแดงมากขึ้น

แม้ว่าแครนเบอร์รี่จะเติบโตโดยมนุษย์ในช่วงเวลาสั้นๆ เท่านั้น แต่ก็มีการพัฒนามาเป็นเวลานานกว่ามาก พวกเขาเข้าสู่เกษตรกรรมโดยมีประวัติทางพันธุกรรมมายาวนาน รวมถึงสิ่งต่างๆ เช่น เหตุการณ์การทำซ้ำจีโนมทั้งหมดและปัญหาคอขวดทางพันธุกรรมซึ่งร่วมกันเปลี่ยนยีนที่ได้รับหรือสูญหายเมื่อเวลาผ่านไปในประชากร

เหตุการณ์การทำซ้ำจีโนมทั้งหมดเกิดขึ้นเมื่อจีโนมของสองสายพันธุ์ชนกันเพื่อสร้างจีโนมใหม่ที่ใหญ่กว่า ซึ่งครอบคลุมคุณลักษณะทั้งหมดของพ่อแม่ทั้งสองสายพันธุ์ คอขวดทางพันธุกรรมเกิดขึ้นเมื่อประชากรมีขนาดลดลงอย่างมาก ซึ่งจำกัดจำนวนความหลากหลายทางพันธุกรรมในสายพันธุ์นั้น เหตุการณ์เหล่านี้เกิดขึ้นได้ทั่วไปในโลกของพืช และอาจนำไปสู่การได้รับและการสูญเสียของยีนต่างๆ

การวิเคราะห์จีโนมของแครนเบอร์รี่สามารถระบุได้ว่าเมื่อใดที่มันแยกทางวิวัฒนาการจากญาติบางส่วน เช่น บลูเบอร์รี่ ลิงกอนเบอร์รี่ และฮักเคิลเบอร์รี่ ความเข้าใจ สายพันธุ์สมัยใหม่มีวิวัฒนาการอย่างไร สามารถสอนนักวิทยาศาสตร์ด้านพืชเกี่ยวกับวิธีการสืบทอดลักษณะต่างๆ และวิธีการผสมพันธุ์อย่างมีประสิทธิภาพในอนาคต

สุกในเวลาที่เหมาะสม

ความสัมพันธ์ใกล้ชิดของแครนเบอร์รี่กับวันขอบคุณพระเจ้าเป็นเพียงเรื่องที่เป็นประโยชน์ในตอนแรก แครนเบอร์รี่สดพร้อมเก็บเกี่ยวตั้งแต่กลางเดือนกันยายนถึงกลางเดือนพฤศจิกายน ดังนั้นวันขอบคุณพระเจ้าจึงอยู่ในหน้าต่างที่สมบูรณ์แบบสำหรับการรับประทานแครนเบอร์รี่

ซอสแครนเบอร์รี่ได้รับการอธิบายอย่างหลวมๆ เป็นครั้งแรกในเรื่องราวจากอาณานิคมของอเมริกาในช่วงทศวรรษที่ 1600 และปรากฏอยู่ใน ตำราอาหารเป็นครั้งแรกในปี พ.ศ. 1796. รสเปรี้ยวของเบอร์รี่ซึ่งมีที่มาจาก กรดหลายชนิดในระดับสูงทำให้พวกมันมีสภาพเป็นกรดมากกว่าผลไม้ที่กินได้อื่นๆ มากกว่าสองเท่า ดังนั้นพวกมันจึงเพิ่มความยินดีให้กับมื้ออาหารที่เต็มไปด้วยอาหารจืดๆ เช่น ไก่งวงและมันฝรั่ง

ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา อุตสาหกรรมแครนเบอร์รี่ได้แตกแขนงออกเป็น น้ำผลไม้ ของว่าง และผลิตภัณฑ์อื่นๆ เพื่อแสวงหาตลาดตลอดทั้งปี แต่สำหรับหลาย ๆ คน วันขอบคุณพระเจ้ายังคงเป็นช่วงเวลาที่พวกเขามักจะเห็นแครนเบอร์รี่ในรูปแบบใดรูปแบบหนึ่งบนเมนู

เซรินา เดอซัลวิโอ, ปริญญาเอก ผู้สมัครสาขาวิชาพันธุศาสตร์และจีโนมิกส์ มหาวิทยาลัย Texas A&M

บทความนี้ตีพิมพ์ซ้ำจาก สนทนา ภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่าน บทความต้นฉบับ.