Mit der erfolgreichen Entschlüsselung des tetraploiden chinesischen Kirschgenoms wurde ein bedeutender Meilenstein in der Gartenbaugenomik erreicht. Eine aktuelle Studie liefert wichtige Erkenntnisse zu den genetischen Faktoren, die die Festigkeit der Früchte beeinflussen, ein entscheidendes Merkmal für die Verbesserung der Marktattraktivität und Transportbeständigkeit der Kirsche. Durch die Entschlüsselung der genetischen Feinheiten von Prunus pseudocerasus ebnet die Forschung den Weg für gezielte Züchtungsstrategien, die die Fruchtqualität verbessern und das kommerzielle Potenzial dieser wirtschaftlich wichtigen Kulturpflanze erweitern könnten.
Die Chinesische Kirsche (Prunus pseudocerasus) wird wegen ihrer wirtschaftlichen und ernährungsphysiologischen Vorteile hoch geschätzt, doch ihre weiche Fruchttextur stellt eine Herausforderung für die Marktfähigkeit dar. Traditionelle Züchtungsmethoden haben aufgrund des komplexen tetraploiden Genoms und der hohen genetischen Heterozygotie der Art Schwierigkeiten gehabt, dieses Merkmal zu verbessern.
Da die Festigkeit der Früchte ein entscheidender Qualitätsfaktor ist, ist es für Züchter von größter Bedeutung, ihre genetischen Grundlagen zu verstehen. Diese Herausforderungen unterstreichen die Notwendigkeit eingehender Forschungen zu den genetischen Mechanismen, die die Festigkeit der Früchte chinesischer Kirschen bestimmen.
Einem Forscherteam der Shanghai Jiao Tong University ist es gelungen, das erste auf Chromosomenebene und nach Haplotypen aufgelöste Genom der chinesischen Kirschsorte „Zhuji Duanbing“ zusammenzustellen. veröffentlicht In Gartenbauforschung am 8. Juli 2024.
Mithilfe moderner Sequenzierungstechnologien wie PacBio HiFi, Oxford Nanopore und Hi-C entschlüsselte die Studie das hoch heterozygote Genom dieser tetraploiden Art. Die Ergebnisse liefern wichtige Einblicke in die genetischen Determinanten der Fruchtfestigkeit und stellen eine wertvolle Ressource für Züchtungsprogramme dar, die auf die Verbesserung der kommerziellen Eigenschaften chinesischer Kirschen abzielen.
Die Studie befasste sich mit den Herausforderungen, die die tetraploide Natur des chinesischen Kirschgenoms mit sich bringt, und erreichte durch den Einsatz modernster Sequenzierungstechnologien eine qualitativ hochwertige Genomzusammenstellung. Durch den Vergleich der weichfleischigen Süßkirsche „Zhuji Duanbing“ mit der festeren Süßkirsche „Heizhenzhu“ verdeutlichte die Forschung die entscheidende Rolle von Pektin, Zellulose und Hemizellulose bei der Bestimmung der Fruchttextur.
Die weichere Textur von „Zhuji Duanbing“ war auf einen beschleunigten Zellwandabbau während der Reifung zurückzuführen, insbesondere innerhalb der Pektinmatrix. Zwei Gene, GalAK-like und Stv1, wurden als Schlüsselregulatoren dieses Prozesses identifiziert und zeigten signifikante Expressionsunterschiede zwischen den beiden Sorten. Diese Gene, die an der Pektinbiosynthese und -modifizierung beteiligt sind, sind vielversprechende Ziele für zukünftige genetische Verbesserungen.
Die Studie vertieft unser Verständnis der molekularen Mechanismen, die der Fruchtfestigkeit der Chinesischen Kirsche zugrunde liegen, und liefert eine Grundlage für eine selektive Züchtung mit dem Ziel, dieses wichtige Merkmal zu verbessern.
Dr. Caixi Zhang, der leitende Autor der Studie, sagt: „Die Zusammenstellung eines nach Haplotypen aufgelösten Genoms für chinesische Kirschen ist ein großer Fortschritt in der Genomik im Gartenbau. Die Identifizierung der genetischen Faktoren, die die Festigkeit der Früchte beeinflussen, ermöglicht es uns, gezielte Züchtungsstrategien anzuwenden, die für die Steigerung der kommerziellen Attraktivität chinesischer Kirschen von entscheidender Bedeutung sind. Diese Forschung bereichert nicht nur unser Wissen über die Genetik von Kirschen, sondern bietet auch ein wichtiges Instrument für Züchter, die festere, marktfähigere Sorten entwickeln möchten.“
Die Ergebnisse dieser Studie haben erhebliche Auswirkungen auf die Zukunft des chinesischen Kirschanbaus. Durch die Nutzung der neu identifizierten genetischen Marker für Fruchtfestigkeit können Züchter Sorten mit verbesserter Textur entwickeln, die für den Langstreckentransport und den weltweiten Vertrieb geeignet sind.
Diese Forschung legt den Grundstein für die Präzisionszüchtung chinesischer Kirschen, die möglicherweise den kommerziellen Wert der Ernte steigern und ihre Wettbewerbsfähigkeit auf dem inländischen und internationalen Markt sicherstellen. Die Techniken und Erkenntnisse aus dieser Studie können auch auf andere Obstkulturen angewendet werden und helfen bei der genetischen Verbesserung der Festigkeit und anderer Qualitätsmerkmale.
Weitere Informationen:
Die haplotyp-aufgelöste Genomassemblierung für die tetraploide Chinesische Kirsche (Prunus pseudocerasus) bietet Einblicke in die Festigkeit der Früchte, Gartenbauforschung (2024). DOI: 10.1093/hr/uhae142