Aufdeckung genetischer Metabolitenmarker, die mit der Resistenz von Anthracnose gegen Blaubeerfruchtfäule in Zusammenhang stehen

Anthracnose-Fruchtfäule (AFR), verursacht durch den Pilzpathogen Colletotrichum fioriniae, ist die zerstörerischste und am weitesten verbreitete Fruchtkrankheit von Blaubeeren und beeinträchtigt die Fruchtqualität und den Ertrag. Die Abhängigkeit von Fungiziden erfordert nachhaltige Lösungen und unterstreicht die Bedeutung der Züchtung AFR-resistenter Sorten. Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass Quercetin-Glykoside in Blaubeeren potenziell antimykotische Eigenschaften gegen AFR haben, doch die genetischen und biochemischen Grundlagen der Resistenz sind kaum bekannt. Diese Wissenslücke unterstreicht die Dringlichkeit, die genetischen Grundlagen und phytochemischen Abwehrkräfte gegen AFR zu erforschen, um umweltfreundliche, resistente Blaubeersorten zu entwickeln.

Im August 2023, Gartenbauforschung veröffentlicht eine Studie mit dem Titel „Aufdeckung genetischer und Metabolitenmarker, die mit der Resistenz gegen Anthracnose-Fruchtfäule bei nördlichen Hochbusch-Blaubeeren verbunden sind.“

Das Forschungsteam verwendete eine Assoziationskartierung und deckte drei quantitative Trait-Loci (QTLs) auf, die mit der AFR-Resistenz verbunden sind. Kandidatengene innerhalb dieser Genomregionen wurden mit der Biosynthese von Flavonoiden (z. B. Anthocyanen) und der Resistenz gegen Krankheitserreger in Verbindung gebracht. Konkret liegt der SNP auf Chromosom 17 an Position 22 625 275 in einem möglichen regulatorischen Locus 1,8 Kilobasen (Kb) stromaufwärts eines schlecht charakterisierten Proteins mit einer mäßigen 34-prozentigen Ähnlichkeit zum Arabidopsis-Zytokin-Signalprotein AT4G33800.

Ein weiterer SNP auf Chromosom 23 befand sich in der Nähe eines Transkriptionsfaktors der YABBY-Familie AT2G26580 (Yab5), der möglicherweise die Aktivität der Phenylalanin-Ammoniak-Lyase (PAL) beeinflusst, die für die Flavonoid-Biosynthese entscheidend ist. Das SNP auf Chromosom 28 war mit dem Arabidopsis-Gen GGL17 (AT3G11210) assoziiert, einer Esterase vom SGNH-Hydrolase-Typ, die an Anthocyan-Stoffwechselprozessen beteiligt ist.

Darüber hinaus untersuchte das Team Genexpressionsveränderungen in Früchten nach der Inokulation mit C. fioriniae und stellte eine Anreicherung von Genen fest, die mit bestimmten speziellen Stoffwechselwegen (z. B. Flavonol-Biosynthese) und Krankheitserregerresistenz verbunden sind. Durch nicht gezielte Metabolitenprofilierung wurde ein Flavonolglycosid identifiziert, das mit Quercetin-Rhamnosid übereinstimmt und bei resistenten Personen deutlich häufiger vorkommt. Die Rolle dieser Verbindung bei der AFR-Resistenz wurde durch ihre höhere Konzentration in resistenten Linien gestützt, obwohl die Variabilität innerhalb der Gruppen auf einen komplexen Resistenzmechanismus hindeutete, der nicht nur auf dieser Verbindung beruhte.

Insgesamt liefert diese Studie wertvolle Einblicke in die genetischen und biochemischen Grundlagen der AFR-Resistenz bei Blaubeeren und hebt spezifische Genomregionen, Kandidatengene und Metaboliten hervor, die die Züchtung resistenter Sorten erleichtern und die Nachhaltigkeit der Blaubeerproduktion verbessern könnten.