RNA-Sequenzierungsanalyse enthüllt Schlüsselgene hinter der Variation der Auberginenschale

Anthocyane verleihen Obst und Gemüse ihre roten, violetten und blauen Farben und bieten gesundheitliche Vorteile. Ihre Biosynthese umfasst bestimmte Enzyme und wird durch den MBW-Transkriptionsfaktorkomplex reguliert. Die Forschung hat Farbvariationen in Pflanzen mit dem Gehalt und der Struktur von Anthocyanen in Verbindung gebracht, wobei transkriptomische Analysen Gene aufdecken konnten, die an diesen Unterschieden beteiligt sind.

In Auberginen wurde SmMYB113 als Schlüsselregulator der Anthocyan-Biosynthese identifiziert, der die Schalenfarbe beeinflusst. Trotz der Fortschritte bleiben die genauen molekularen Mechanismen hinter der Farbvielfalt bei Auberginen unklar, was darauf hindeutet, dass weitere Untersuchungen zur Anthocyan-Biosynthese und -Regulation erforderlich sind.

Gartenbauforschung veröffentlichte Forschungsarbeit mit dem Titel „Die RNA-Sequenzierungsanalyse enthüllt neue Gene, die an der unterschiedlichen Schalenfarbenbildung bei Auberginen beteiligt sind.“

Zunächst wurden die Expressionsmuster von Anthocyan-Biosynthese-Genen in Auberginen verschiedener Farben und Entwicklungsstadien untersucht, und es wurde festgestellt, dass Anthocyan-Biosynthese-Gene in violetten Auberginensorten stärker exprimiert wurden, insbesondere in der Phase des schnellen Wachstums.

An der Auberginenhaut im G-Stadium wurde eine RNA-Seq-Analyse durchgeführt, um differentiell exprimierte Gene (DEGs) zu identifizieren, die mit der Anthocyan- und Flavonoid-Biosynthese zusammenhängen. Insbesondere bestimmte Gene, darunter SmMYB113 und WRKY44, wurden in Sorten mit höheren Delphinidin/Flavonoid-Verhältnissen hochreguliert, was darauf hindeutet, dass sie an der Farbvariation beteiligt sind. Darüber hinaus deckte die Studie 27 neue Gene auf, die möglicherweise mit Farbunterschieden in Zusammenhang stehen, sowie 32 neue Gene innerhalb des SmMYB113-regulierten Anthocyan-Biosynthesenetzwerks.

Bemerkenswerterweise wurden fünf Gene (SmCytb5, SmGST, SmMATE, SmASAT3 und SmF3’5’M) als entscheidend sowohl für die Farbvariation als auch für die Anreicherung von Anthocyanen identifiziert. Die Expression dieser fünf Gene wurde direkt durch SmMYB113 durch Hefe-One-Hybrid-, elektrophoretische Mobilitäts-Shift-Assays und Dual-Luciferase-Experimente aktiviert.

Insgesamt klärt die Forschung nicht nur die transkriptionelle Grundlage der Farbvariation in Auberginenschalen auf, sondern unterstreicht auch die zentrale Rolle von SmMYB113 bei der Regulierung der Anthocyan-Biosynthese und bietet Erkenntnisse für zukünftige genetische und Züchtungsstrategien zur Verbesserung der Fruchtfärbung.