Die Tomatenzüchtung war in der Vergangenheit auf einen engen genetischen Pool angewiesen, was zu geringerer Vielfalt und dem Verlust wertvoller Eigenschaften führte. Traditionelle Methoden und biparentale Populationen können das volle Potenzial wilder Verwandter nicht ausschöpfen, was die Verbesserung von Eigenschaften wie Fruchtgröße, Krankheitsresistenz und Anpassungsfähigkeit erschwert. Um diese Herausforderungen zu bewältigen, sind umfassende genetische Ressourcen, die verschiedene Allele von wilden und unkrautartigen Tomaten integrieren, für die Entdeckung neuer Gene und die Steigerung der Züchtungseffizienz unerlässlich.
In Zusammenarbeit mit ENEA entwickelten Forscher der Universitat Politècnica de València eine achtfache Tomatenpopulation mit Multiparental Advanced Generation Intercross (MAGIC), die Solanum lycopersicum var. cerasiforme und Solanum pimpinellifolium kombiniert.
Veröffentlicht In Gartenbauforschung am 3. Juni 2024 zeigt die Studie, wie diese Population dabei hilft, Gene zu identifizieren, die mit Schlüsselmerkmalen verbunden sind. Durch die Kreuzung von acht Gründersorten mit unterschiedlichem genetischen Hintergrund schuf das Team 354 genotypisierte Linien, die die Lücke zwischen wilden und kultivierten Tomaten schließen und den Züchtern ein leistungsstarkes Werkzeug zur Verbesserung der Ernteerträge bieten.
Die Tomato MAGIC (ToMAGIC)-Population umfasst 354 Linien, die aus acht verschiedenen Gründerlinien wilder und unkrautartiger Tomaten stammen, und weist 6.488 hochwertige SNPs auf. Durch Phänotypisierung wurden Assoziationen mit Merkmalen wie Fruchtgröße, Blattmorphologie und Pigmentierung identifiziert.
Insbesondere wurde das WUSCHEL-Gen mit der Anzahl der Fruchtfächer in Verbindung gebracht, einem entscheidenden Merkmal bei der Domestizierung, während das FW2.2-Gen mit dem Fruchtgewicht in Zusammenhang stand. Dominante Wildallele bieten das Potenzial zur Verbesserung kultivierter Sorten. Außerdem wurde eine neuartige Mutation im SlMYB-ATV-Gen entdeckt, die die Anthocyanproduktion beeinflusst, insbesondere bei kälteangepassten Jungpflanzen. Diese Erkenntnisse unterstreichen die Rolle von ToMAGIC bei der Aufdeckung genetischer Variationen, die für die Entwicklung widerstandsfähiger, ertragreicher Tomaten entscheidend sind.
„Die ToMAGIC-Population stellt einen großen Fortschritt in der Tomatengenetik dar“, erklärte Dr. Santiago Vilanova, der leitende Forscher der Studie von der Universitat Politècnica de València. „Durch die Einbeziehung wilder und unkrautartiger Verwandter haben wir eine Ressource geschaffen, die nicht nur eine unerforschte genetische Vielfalt erschließt, sondern auch unsere Fähigkeit verbessert, Gene zu entdecken und zu validieren. Dieser Durchbruch ermöglicht es uns, genetische Einschränkungen zu überwinden und überlegene Tomatensorten mit verbesserten Eigenschaften zu entwickeln.“
Die ToMAGIC-Population birgt großes Potenzial für die Tomatenzucht und bietet einen Weg, wilde genetische Vielfalt in Zuchtprogramme zu integrieren. Sie hilft bei der Identifizierung neuer Gene, die wichtige Merkmale steuern, und ermöglicht die Schaffung widerstandsfähiger, ertragreicher Tomatensorten. Über die Forschung hinaus kann ToMAGIC die Auswahl von Elitelinien für die kommerzielle Zucht direkt beeinflussen, die Ernteleistung in unterschiedlichen Umgebungen verbessern und die steigende Nachfrage nach besserer landwirtschaftlicher Produktivität erfüllen.
Weitere Informationen:
Andrea Arrones et al., Eine neuartige interspezifische MAGIC-Population der Tomate (Solanum lycopersicum var. cerasiforme und Solanum pimpinellifolium) erleichtert die Assoziation von Merkmalen und die Entdeckung von Kandidatengenen in ungenutztem exotischem Keimplasma. Gartenbauforschung (2024). DOI: 10.1093/hr/uhae154