Chrysanthemen, die weltweit für ihre komplexen Blütenkörbchenstrukturen bewundert werden, stellen Wissenschaftler und Gärtner vor ein genetisches Rätsel. Die genetischen Mechanismen, die ihre Entwicklung bestimmen, sind weitgehend unbekannt, was die Möglichkeit einschränkt, Chrysanthemen gezielt auf verbesserte Eigenschaften zu züchten. Diese Wissenslücke hat die Notwendigkeit gezielter genetischer Untersuchungen unterstrichen, um den Anbau von Chrysanthemen mit gewünschten Eigenschaften zu erleichtern.
Eine Zusammenarbeit der Fakultät für Landschaftsarchitektur der Forstuniversität Peking hat ein Studie zur genetischen Architektur von Chrysanthemenblüten. Ihre Ergebnisse, veröffentlicht in Gartenbauforschung am 22. Februar 2024 wird die Rolle des Gens cla-miR164-NO APICAL MERISTEM (ClNAM) bei der Gestaltung der komplexen Struktur der Blüte detailliert beschrieben und stellt damit einen Fortschritt in der floralen genetischen Forschung dar.
Die Studie bietet eine detaillierte Untersuchung des regulatorischen Einflusses des ClNAM-Gens auf den Blütenstand von Chrysanthemum lavandulifolium. Ein wichtiges Ergebnis war die zentrale Rolle des Gens innerhalb eines breiteren genetischen Regulierungsnetzwerks. Es zeigte sich, dass eine Überexpression von ClNAM die Entstehung des Blütenprimordiums beschleunigt, was zu Veränderungen der Blütenbodenmorphologie und einer Verringerung der Blütenanzahl führt.
Diese Manipulation führte auch zu einer Verkürzung der Blütenkrone der Zungenblüte und einer Verlängerung der Scheibenblüte, was den Einfluss von ClNAM auf die Entwicklung der Blütenorgane unterstreicht. Darüber hinaus ergab die Studie, dass ClNAM von der Mikro-RNA cla-miR164 angesteuert wird, was auf einen komplexen posttranskriptionellen Regulierungsmechanismus hindeutet.
Diese Entdeckungen werfen ein Licht auf die genetischen Vorgänge, die den Blütenstand der Chrysantheme steuern, und bieten Möglichkeiten für eine präzise Züchtung und genetische Verbesserung.
Dr. Silan Dai, der leitende Autor und Experte für molekulare Pflanzengenetik, sagt: „Unsere Forschung nutzt die Macht der genetischen Untersuchung, um die Pflanzenentwicklung zu entmystifizieren und zu manipulieren. Das regulatorische Netzwerk des ClNAM-Gens ist eine bahnbrechende Entdeckung und ein vielseitiges Werkzeug für bahnbrechende Zuchtprogramme, die darauf abzielen, die angeborene Pracht und Vielfalt der Chrysanthemen zu verstärken.“
Die Ergebnisse der Studie werden die Gartenbaubranche grundlegend verändern, denn sie liefern einen genetischen Leitfaden für die Entwicklung von Chrysanthemensorten mit maßgeschneiderten Blütenstandmerkmalen. Dieser Durchbruch könnte den Anbau von Pflanzen für spezielle Verwendungszwecke ermöglichen, von dekorativen Blumen bis hin zur Landschaftsgestaltung.
Darüber hinaus könnte sich das Verständnis der regulatorischen Rolle von ClNAM auf andere Pflanzenarten erstrecken, was breitere Anwendungsmöglichkeiten in der Landwirtschaft bietet und unser Wissen über die Pflanzenentwicklung zum Zwecke des Naturschutzes und des wissenschaftlichen Fortschritts vertieft.
Mehr Informationen:
Junzhuo Li et al, cla-miR164-NO APICAL MERISTEM (ClNAM) reguliert die Entwicklung der Blütenarchitektur von Chrysanthemum lavandulifolium, Gartenbauforschung (2024). DOI: 10.1093/hr/uhae039