Kiwis sind eine beliebte, im Handel erhältliche Frucht voller Nährstoffe. Im letzten Jahrzehnt wurde der Anbau von Kiwis von einer schweren Epidemie heimgesucht, die durch Pseudomonas syringae pv. verursacht wurde. Actinidiae (Psa).
Düngemittel und Pestizide auf Kupferbasis (Cu) werden häufig zur Bekämpfung von Psa eingesetzt, was wiederum die Anreicherung von Cu in Kiwis erhöht und die Lebensmittelsicherheit und die menschliche Gesundheit gefährdet.
Forscher des Botanischen Gartens Wuhan der Chinesischen Akademie der Wissenschaften haben herausgefunden, dass Ascorbinsäure (AsA) die Cu-Toleranz verbessern und die Cu-Toxizität in Kiwis abschwächen könnte.
Ascorbinsäure (AsA), allgemein bekannt als Vitamin C, hat eine Reihe von Funktionen, darunter die Entgiftung reaktiver Sauerstoffspezies und die Aufrechterhaltung des Pflanzenwachstums und der menschlichen Gesundheit.
Die Studie wurde veröffentlicht in Zeitschrift für gefährliche Materialien.
In der Studie untersuchten die Forscher den Cu-Gehalt von 108 Kiwiproben von 27 Sorten weltweit. Sie fanden heraus, dass der durchschnittliche Cu-Gehalt von Kiwis mit rotem oder gelbem Fruchtfleisch deutlich höher war als der von grünfleischigen, und dass der Cu-Gehalt in Fruchtfleisch und -kernen deutlich niedriger war als in Fruchtschale und -kernen.
Eine hohe Cu-Konzentration führte zu offensichtlichen Schäden an den Kiwipflanzen, die gemildert wurden, als die Kiwis mit exogenem AsA gefüttert wurden.
Die Forscher fanden heraus, dass eine 12-stündige Cu-Behandlung den AsA-Gehalt in Kiwiblättern erhöhte und Schlüsselgene, die an der AsA-Biosynthese beteiligt sind, wie GDP-L-Galactose-Phosphorylase3 (GGP3) und GDP-Mannose-3′,5′-Epimerase, hochregulierte (GME).
Eine Überexpression von GGP3 in transgenen Kiwis erhöhte den endogenen AsA-Gehalt von Kiwis. Ein erhöhter AsA-Gehalt in transgenen Linien könnte die Cu-Toxizität abschwächen, zu einer verminderten Hemmung der Photosynthese durch Cu-Stress führen, überschüssige ROS abfangen und die stressbedingte Genexpression von Kiwis unter Cu-Behandlung verändern. Die transgenen Kiwis hatten einen höheren AsA-Gehalt (8,4- bis 12,2-fach) als der Wildtyp.
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Xiaoying Liu et al.: Erhöhte Ascorbinsäuresynthese durch Überexpression von AcGGP3 verbessert die Kupfertoxizität in Kiwis. Zeitschrift für gefährliche Materialien (2023). DOI: 10.1016/j.jhazmat.2023.132393