Ein Forschungsteam hat eine mögliche Rolle von Ethylen bei der Reifung von Erdbeerfrüchten entdeckt, insbesondere der eigentlichen Frucht – den Achänen –, die im fleischigen Gefäß eingebettet sind. Dieser Befund stellt die traditionelle Ansicht in Frage, dass Erdbeeren für die Fruchtentwicklung nur minimal auf Ethylen angewiesen sind.
Die Studie unterstreicht die Notwendigkeit fortschrittlicher Werkzeuge wie Ethylen-Detektionssensoren und gentechnisch veränderter Mutanten, um die Rolle von Ethylen weiter zu untersuchen. Diese Erkenntnisse könnten zu einer Verbesserung der Fruchtqualität und Reifungstechniken führen und erhebliche Auswirkungen auf landwirtschaftliche Praktiken und die Lebensmittelproduktion haben.
Erdbeeren werden wegen ihres herrlichen Aussehens, Geschmacks und Nährstoffgehalts geschätzt, was sie zu einem idealen Modell für die Untersuchung der Fruchtentwicklung und -reifung macht. Aktuelle Forschungen haben die Rolle von Pflanzenhormonen wie Auxin und Gibberellinsäure in der frühen Entwicklung eingehend untersucht, während Abscisinsäure während der Reifungsstadien eine entscheidende Rolle spielt. Allerdings bleibt die Rolle von Ethylen, einem Schlüsselhormon bei der Reifung, bei Erdbeeren unklar.
Erdbeeren gelten traditionell als nicht klimakterische Früchte und sind während der Fruchtentwicklung weniger auf Ethylen angewiesen. Diese Klassifizierung übersieht die unterschiedliche Ethylenproduktion über die Gewebeheterogenität einer Erntefrucht hinweg. Angesichts der komplexen Struktur geernteter Erdbeeren, zu der Kelch, Gefäß und Achänen gehören, sind weitere Untersuchungen erforderlich, um die spezifische Funktion von Ethylen im Reifungsprozess dieser heterogenen Gewebe aufzuklären.
Die Studie veröffentlicht In Obstforschung am 2. April 2024 bestimmt die Ethylenproduktion in verschiedenen Stadien und heterogenen Geweben, um die Wirkung von Ethylen auf die Entwicklung von Erdbeerfrüchten zu untersuchen.
Die Forscher fanden heraus, dass die Ethylenproduktion während der großen grünen (BG), der drehenden (T) und der halbroten (HR) Phase zunahm, wenn der Kelch entfernt wurde, was auf eine mögliche wundinduzierte Produktion von Ethylen hinweist. Diese Produktion ist mit der Hochregulierung der ACC-Synthase-Gene (ACS) im Gefäß verbunden, was verdeutlicht, wie physische Schäden die Ethylenproduktion steigern können.
Darüber hinaus produzierte der Kelch selbst in fünf Stadien, in denen der Kelch intakt war, deutlich mehr Ethylen als die Frucht, insbesondere im kleinen grünen Stadium (SG), was darauf hindeutet, dass der Kelch während des Fruchtwachstums und der Fruchtreife eine erhebliche Menge Ethylen beisteuert.
Um den Grad der Ethylenproduktion im Behälter und in den Achänen zu untersuchen, führten die Forscher ein Experiment durch, bei dem die Entfernung der Achänen zu einem deutlichen Anstieg der Ethylenproduktion führte, fast viermal so viel wie im Behälter allein. Darüber hinaus steigerte die Zufuhr des Ethylen-Biosynthesevorläufers ACC zu den Achänen und Gefäßen den Ethylenspiegel, insbesondere in den Gefäßen, erheblich, was darauf hindeutet, dass diese Gewebe möglicherweise eine hohe ACO-Grundaktivität aufweisen.
Dieses unerwartete Ergebnis weist auf ein komplexes Zusammenspiel zwischen ACC-Transport und Ethylenproduktion innerhalb der Frucht hin und weist auf die Möglichkeit einer lokalisierten ACO-Aktivität an der Verbindung zwischen Achäne und Gefäß hin, die möglicherweise durch den Gefäßtransport erleichtert wird.
Der leitende Forscher der Studie, Dongdong Li, sagt: „Dieser komplizierte Prozess wird wahrscheinlich Auswirkungen auf das anschließende Wachstum und die Reifung des Gefäßes haben.“
Insgesamt weist dieser perspektivische Artikel darauf hin, dass der komplizierte Mechanismus die differenzierte Rolle von Ethylen bei der Entwicklung von Erdbeerfrüchten unterstreicht und weitere Untersuchungen erforderlich macht, um seine volle Wirkung aufzuklären, insbesondere wie Ethylen und andere hormonelle Signale in den heterogenen Geweben der Erdbeere interagieren.
Mehr Informationen:
Huixin Chen et al, Spark to blaze: Die Rolle von Ethylen in Achänen und die Welleneinflüsse auf das Wachstum und die Reifung von Erdbeerfrüchten, Obstforschung (2024). DOI: 10.48130/frures-0024-0008