Die chinesische Jujube, bekannt für ihre wirtschaftliche und ernährungsphysiologische Bedeutung, wurde aus ihrem wilden Vorfahren domestiziert. Während frühere Studien einige Aspekte ihrer Domestizierung beleuchtet haben, bleiben viele genetische Details unerforscht. Die Verwandlung der Jujube von einem wilden Strauch mit kleinen, sauren Früchten zu einem kultivierten Baum mit großen, süßen Früchten war mit komplexen genetischen Veränderungen verbunden.
Aufgrund dieser unbeantworteten Fragen und der wirtschaftlichen Bedeutung der Jujube war eine umfassende Genomstudie unerlässlich, um die detaillierten genetischen Mechanismen aufzudecken, die ihrer Domestizierung zugrunde liegen. Diese Notwendigkeit veranlasste die Forscher, tiefer in die genetische Evolution der Jujube einzutauchen.
Ein Forscherteam der Northwest A&F University und der Xinjiang Academy of Agricultural Sciences hat veröffentlicht eine Studie am 7. März 2024 in Gartenbauforschung Darin berichten sie über die Zusammenstellung von Haplotyp-aufgelösten Genomen für die kultivierte Jujube „Junzao“ und ihren wilden Vorfahren. Diese Forschung enthüllt bedeutende genetische Variationen, die die Domestizierung der Jujube geprägt haben.
Im Rahmen der Studie wurden die Genome der kultivierten Jujube-Sorte „Junzao“ und ihres wilden Verwandten „Suanzao“ mithilfe modernster Sequenzierungstechnologien erfolgreich zusammengesetzt, wodurch qualitativ hochwertige, nach Haplotypen aufgelöste Assemblierungen erzielt wurden.
Diese Genome wiesen erhebliche strukturelle Unterschiede auf, darunter großflächige Inversionen und Translokationen auf den Chromosomen 1, 3, 4 und 12. Vergleichende Genomanalysen zeigten, dass diese Unterschiede zahlreiche Gene betreffen, insbesondere jene, die am Stärke- und Saccharosestoffwechsel beteiligt sind, der für die Süße der Früchte entscheidend ist.
Darüber hinaus wurden im Rahmen der Studie neue Selektionssignale in Regionen identifiziert, die mit der Gewebeentwicklung und Bestäubung in Zusammenhang stehen, wodurch die durch die Domestizierung beeinflussten genetischen Pfade hervorgehoben wurden.
Diese Erkenntnisse liefern eine detaillierte genetische Karte und bieten wertvolle Einblicke in die Evolutions- und Domestizierungsprozesse der Jujube. Die umfassenden Daten verbessern nicht nur das Verständnis der genetischen Vielfalt der Jujube, sondern ebnen auch den Weg für gezielte Züchtungsstrategien zur Verbesserung der Fruchtqualität und anderer agronomischer Merkmale.
Dr. Jian Huang, ein führender Forscher, kommentierte: „Die nach Haplotypen aufgelösten Genome bieten beispiellose Klarheit über die genetischen Grundlagen der Domestizierung von Jujube. Diese hochwertigen Genome werden für Zuchtprogramme, die auf die Verbesserung der Qualität und Widerstandsfähigkeit von Jujube-Früchten abzielen, von entscheidender Bedeutung sein.“
Die Erkenntnisse aus dieser Studie haben erhebliche Auswirkungen auf die Jujube-Züchtung und den Jujube-Anbau. Die identifizierten genetischen Marker und strukturellen Variationen können als Grundlage für gezielte Züchtungsstrategien dienen, um wünschenswerte Eigenschaften wie Süße und Dürreresistenz zu verbessern. Darüber hinaus dienen die umfassenden genomischen Daten als wertvolle Ressource für zukünftige Forschungen zu Jujube und anderen verwandten Obstbäumen.
Mehr Informationen:
Kun Li et al., Haplotyp-aufgelöste T2T-Referenzgenome für wilde und domestizierte Akzessionen geben neue Einblicke in die Domestizierung von Jujube, Gartenbauforschung (2024). DOI: 10.1093/hr/uhae071