Die Kontrolle des Zeitpunkts der Blüte von Nutzpflanzen ist entscheidend für die Optimierung der Erträge und die Anpassung an den Klimawandel. Forscher haben ein bestimmtes Gen in Tomaten identifiziert, das diese kritische Phase reguliert. Dies stellt einen bedeutenden Fortschritt bei der Feinabstimmung landwirtschaftlicher Praktiken und der Steigerung der Produktivität dar.
Der Zeitpunkt der Blüte ist entscheidend für Ernteertrag und -qualität und hat direkte Auswirkungen auf die Samen- und Fruchtproduktion. Während sich umfangreiche Forschungen auf die Regulierung der Blüte bei Modellpflanzen wie Arabidopsis und Reis konzentrierten, sind die Mechanismen bei Tomaten noch nicht vollständig erforscht.
Bei Tomaten beeinflusst der Blütezeitpunkt sowohl den Ertrag als auch die Synchronisierung der Fruchtproduktion, was für die kommerzielle Landwirtschaft von entscheidender Bedeutung ist. Um diese Herausforderungen zu bewältigen, sind eingehende Forschungen erforderlich, um die genetischen Faktoren aufzudecken, die den Blütezeitpunkt bei Tomaten steuern, mit dem Ziel, die Anbaumethoden zu verbessern und die landwirtschaftliche Produktivität zu steigern.
Ein Team der Huazhong Agricultural University sowie Mitarbeiter der Northwest A&F University, der Zhumadian Academy of Agricultural Sciences und der University of Idaho veröffentlicht ihre Ergebnisse in der Zeitschrift Gartenbauforschung am 2. April 2024.
Sie entdeckten, dass das Gen SlNF-YA3b den Blütezeitpunkt bei Tomaten reguliert, indem es an den Promotor des SINGLE FLOWER TRUSS (SFT)-Gens bindet.
Die Studie untersuchte die NF-Y-Transkriptionsfaktorfamilie und konzentrierte sich dabei auf die NF-YA-Untereinheit SlNF-YA3b. Mithilfe der CRISPR/Cas9-Technologie schufen die Forscher Tomatenpflanzen mit ausgeschaltetem SlNF-YA3b, was zu einer deutlich früheren Blüte im Vergleich zu Wildtyppflanzen führte. Umgekehrt verzögerte die Überexpression von SlNF-YA3b die Blüte.
Biochemische Tests bestätigten, dass SlNF-YA3b direkt an die CCAAT-Elemente des SFT-Genpromotors bindet und dessen Expression unterdrückt. Dies lässt darauf schließen, dass SlNF-YA3b bei Tomaten als Blühzeitrepressor fungiert.
Die Ergebnisse der Studie unterstreichen die entscheidende Rolle von SlNF-YA3b bei der Regulierung des Blütezeitpunkts und bieten neue Einblicke in die molekularen Mechanismen der Tomatenblüte.
Diese Entdeckungen ebnen den Weg für die genetische Manipulation zur Steuerung des Blütezeitpunkts und könnten so Ernteertrag und -synchronisierung verbessern und dadurch die landwirtschaftliche Produktivität und Effizienz steigern.
Die Entdeckung der Rolle von SlNF-YA3b bei der Regulierung der Blütezeit bietet erhebliches Anwendungspotenzial in der Landwirtschaft.
Durch Manipulation dieses Gens könnte es möglich sein, den Zeitpunkt der Blüte zu steuern, um die Fruchtproduktion zu optimieren und die Widerstandsfähigkeit der Pflanzen gegenüber Umweltveränderungen zu verbessern. Diese Forschung bietet einen vielversprechenden Weg zur Verbesserung der Effizienz und Produktivität des Tomatenanbaus.
Mehr Informationen:
Dedi Zhang et al., Der Kernfaktor Y-A3b bindet an den SINGLE FLOWER TRUSS-Promotor und reguliert die Blütezeit bei Tomaten, Gartenbauforschung (2024). DOI: 10.1093/hr/uhae088