Die Gattung Prunus, zu der Aprikosen, Pfirsiche, Pflaumen und Maipflaumen gehören, ist aufgrund ihres wirtschaftlichen und ernährungsphysiologischen Werts von entscheidender Bedeutung. Die genetischen Grundlagen der gemeinsamen und einzigartigen Merkmale dieser Arten sind jedoch weitgehend unerforscht. Diese Wissenslücke behindert Fortschritte bei Züchtungsprogrammen zur Verbesserung der Fruchtqualität und Stresstoleranz.
Die Lösung dieser Probleme ist für einen nachhaltigen Anbau und die Verbesserung der Widerstandsfähigkeit der Pflanzen gegenüber Umwelteinflüssen von entscheidender Bedeutung. Angesichts dieser Herausforderungen ist es unerlässlich, eingehende Forschungen durchzuführen, um die genetische Vielfalt und die Evolutionsgeschichte der Prunus-Arten aufzudecken.
Ein Forscherteam mehrerer Institutionen in China, darunter der Universität Guizhou und der Chinesischen Akademie der Agrarwissenschaften, veröffentlichte eine Studie am 16. April 2024 in der Zeitschrift Gartenbauforschung das sich auf die vergleichende Populationsgenomik des Aprikosen-Pfirsich-Pflaumen-Mei-Komplexes (APPM) konzentriert und fortschrittliche Genomtechnologien nutzt, um Erkenntnisse über die Evolutionsgeschichte und Domestizierung dieser Arten zu gewinnen.
Dem Forschungsteam gelang es, ein qualitativ hochwertiges, haplotypaufgelöstes Telomer-zu-Telomer (T2T)-Referenzgenom für eine Pflaumensorte zu erstellen. Diese umfassende Genomzusammenstellung ermöglichte vergleichende Genomanalysen im gesamten APPM-Komplex.
Eine der wichtigsten Entdeckungen war eine signifikante chromosomale Translokation im Genom der Aprikose, die wichtige Merkmale wie Säure- und Zuckergehalt beeinflusste. Darüber hinaus enthüllten populationsgenetische Analysen einen erheblichen Genfluss zwischen Pflaume und Aprikose, wobei Introgressionsbereiche mit der postembryonalen Entwicklung und der Pollenkeimung in Zusammenhang stehen.
Die Studie identifizierte sowohl gemeinsame als auch einzigartige Gene der vier Arten und gibt so Aufschluss über den Evolutionsdruck, der diese Nutzpflanzen geprägt hat.
Durch die Hervorhebung konvergenter und divergenter Selektionssignale bietet die Forschung ein tieferes Verständnis der genetischen Mechanismen, die wichtigen agronomischen Merkmalen zugrunde liegen, was für die Weiterentwicklung von Prunus-Zuchtprogrammen und die Verbesserung der Fruchtqualität und Widerstandsfähigkeit von entscheidender Bedeutung ist.
Dr. Yongfeng Zhou, einer der Hauptautoren, erklärte: „Unsere Erkenntnisse liefern wertvolle Einblicke in die genetische Vielfalt und die Evolutionsmechanismen der Prunus-Arten. Dieses Wissen wird wesentlich zur genetischen Verbesserung und zum nachhaltigen Anbau dieser wirtschaftlich wichtigen Obstsorten beitragen.“
Die Erkenntnisse aus dieser Studie haben wichtige Auswirkungen auf die Züchtung und genetische Verbesserung von Prunus-Arten. Durch das Verständnis der Genombereiche und Gene, die an Schlüsselmerkmalen beteiligt sind, können Züchter neue Sorten mit verbesserten Eigenschaften wie besserem Geschmack, erhöhter Stresstoleranz und höheren Erträgen entwickeln.
Die Forschung legt zudem den Grundstein für künftige Studien über die genetischen Grundlagen der Anpassung und Domestizierung von Obstkulturen.
Mehr Informationen:
Xuanwen Yang et al., Vergleichende Populationsgenomik zeigt konvergente und divergente Selektion im Aprikose-Pfirsich-Pflaume-Mei-Komplex, Gartenbauforschung (2024). DOI: 10.1093/hr/uhae109
Zur Verfügung gestellt von der Universität Guizhou