มะละกอส่วนประกอบของส้มตำ

การค้นพบนี้ปรากฏเป็นบทความหน้าปกในวารสาร Nature ปัจจุบันมะละกอเป็นพืชดอกที่ห้า (พืชดอก) ซึ่งมีข้อมูลจีโนมโดยละเอียด สายพันธุ์อื่นๆ ได้แก่ อะราบิดอพซิส (สมาชิกที่ได้รับการศึกษาเป็นอย่างดีในตระกูลมัสตาร์ด ซึ่งรวมถึงสายพันธุ์ต่างๆ เช่น กะหล่ำปลีและหัวไชเท้า) ข้าว ป็อปลาร์ และองุ่น Ray Ming ศาสตราจารย์ด้านชีววิทยาพืชแห่งมหาวิทยาลัยอิลลินอยส์และผู้ร่วมวิจัยกล่าวว่า "ความหมายประการหนึ่งของการศึกษาครั้งนี้คือการทำความเข้าใจเกี่ยวกับวิวัฒนาการจีโนมของ angiosperms ในระดับที่ใหญ่ขึ้น การค้นพบใหม่บ่งชี้ว่าจีโนมของมะละกอมีเส้นทางวิวัฒนาการที่ต่างออกไปหลังจากที่มันแตกต่างจากอะราบิดอพซิสเมื่อประมาณ 72 ล้านปีก่อน หมิงกล่าว อะราบิดอพซิสได้รับการจำลองจีโนมทั้งหมดสองครั้งในช่วงวิวัฒนาการล่าสุดที่ผ่านมา เขากล่าว การทำซ้ำเหล่านี้เรียกว่าอัลฟ่าและเบต้าไม่ได้ใช้ร่วมกับมะละกอหรือองุ่น การเพิ่มขึ้นสามเท่าของจีโนมที่เรียกว่า แกมมา ซึ่งคาดว่าจะเกิดขึ้นเมื่อประมาณ 120 ล้านปีก่อน มีการใช้ร่วมกันโดยพืชยูดิคอตทั้งสี่ชนิด ได้แก่ อะราบิดอพซิส ต้นป็อปลาร์ องุ่น และมะละกอ ซึ่งมีลำดับจีโนมอยู่ มะละกอเป็นหนึ่งในผลไม้ที่มีคุณค่าทางโภชนาการมากที่สุด เนื้อผลคล้ายเมลอนมีโปรวิตามินเอ วิตามินซี ฟลาโวนอยด์ โฟเลต กรดแพนโทธีนิก โพแทสเซียม แมกนีเซียม และไฟเบอร์สูง ต้นมะละกอยังผลิตปาเปน ซึ่งเป็นเอนไซม์ย่อยอาหารที่ใช้ในการหมักเบียร์ การทำให้เนื้อนุ่ม และในเครื่องสำอางและผลิตภัณฑ์ยาบางชนิด ปัจจุบันมีการเพาะปลูกในเขตร้อนและกึ่งเขตร้อนของโลก การค้ามะละกอทั่วโลกมีมูลค่าเฉลี่ย 113 ล้านดอลลาร์ (สหรัฐฯ) ในช่วงปี 2541-2546 การวิเคราะห์ใหม่พบว่ามะละกอมียีนที่ทำงานได้น้อยกว่าพืชดอกอื่นๆ ที่มีลำดับจีโนม การจัดสรรยีนสำหรับเอนไซม์สำคัญยังแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญจากคู่ของมัน ส้มตำ มะละกอมียีนสำหรับเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการขยายผนังเซลล์และการผลิตแป้งมากกว่าอะราบิดอพซิส มะละกอยังมียีนที่มากขึ้นสำหรับสารระเหย กลิ่นที่ดึงดูดแมลงผสมเกสรและสัตว์ที่กินผลไม้และกระจายเมล็ดของมัน จำนวนของยีนที่อุทิศให้กับการสังเคราะห์ลิกนินในมะละกอนั้นอยู่กึ่งกลางระหว่างต้นป็อปลาร์ซึ่งมียีนดังกล่าวมากกว่า และอะราบิดอพซิสซึ่งมีน้อยกว่า หมิงกล่าวว่าสิ่งนี้สมเหตุสมผล เพราะมะละกอกำลังพัฒนาจากไม้ล้มลุกเป็นไม้ยืนต้น มะละกอได้รับการแนะนำให้รู้จักกับฮาวายในทศวรรษที่ 1800 และการผลิตมะละกอในฮาวายได้เติบโตขึ้นเป็นอุตสาหกรรมหลัก อุตสาหกรรมดังกล่าวประสบกับวิกฤตในปี 2535 เมื่อมีการตรวจพบเชื้อไวรัสมะละกอวงแหวน (PRSV) เป็นครั้งแรกในเมืองปูนา ซึ่งเป็นศูนย์กลางการผลิตมะละกอของฮาวาย PRSV ส่งผลกระทบต่อผลผลิตมะละกอทั่วโลก ไวรัสขัดขวางความสามารถของพืชในการสังเคราะห์แสง พืชที่ได้รับผลกระทบจะแคระแกรนและมักให้ผลที่ผิดรูปและกินไม่ได้ ผลผลิตมะละกอในฮาวายลดลงจาก 55.8 ล้านปอนด์เป็น 35.6 ล้านปอนด์ระหว่างปี 2535-2541 อันเป็นผลมาจากไวรัส การใช้เทคนิคที่พัฒนาขึ้นในปี 1986 ที่เกี่ยวข้องกับการสุ่มใส่ยีนโปรตีนเคลือบไวรัสเข้าไปในพืชเพื่อให้พืชมีภูมิคุ้มกันต่อไวรัส ในช่วงต้นทศวรรษ 1990 นักวิทยาศาสตร์ที่ Cornell และมหาวิทยาลัยฮาวาย (นำโดย Dennis Gonsalves ซึ่งปัจจุบันเป็นผู้อำนวยการของ USDA's US Pacific Basin Agricultural Research Center) ได้พัฒนามะละกอดัดแปลงพันธุกรรมที่ต้านทานต่อ PRSV การศึกษาครั้งใหม่พบว่าการแทรกของพันธุกรรมเกิดขึ้นเพียงสามแห่งในจีโนมของมะละกอ และไม่มีการรบกวนยีนนิวเคลียร์ การมีข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับตำแหน่งของการแทรกในต้นมะละกอดัดแปรพันธุกรรมจะช่วยในกระบวนการยกเลิกกฎระเบียบในสถานที่ต่าง ๆ เช่น ประเทศญี่ปุ่น ซึ่งจนถึงขณะนี้ยังไม่อนุญาตให้นำเข้าต้นมะละกอดัดแปรพันธุกรรม โครงการจีโนมมะละกอเกี่ยวข้องกับนักวิจัยจากสถาบัน 22 แห่ง นำโดย Maqsudul Alam แห่งมหาวิทยาลัยฮาวาย เงินทุนส่วนใหญ่มอบให้โดยมหาวิทยาลัยฮาวาย กระทรวงกลาโหม ศูนย์วิจัยการเกษตรฮาวาย และมหาวิทยาลัยนาไค ประเทศจีน