Der Zitrusanbau hat in Japan eine große Bedeutung und hat in letzter Zeit sowohl inländische als auch weltweite Aufmerksamkeit erregt. Mit einem landwirtschaftlichen Produktionswert von etwa 201 Milliarden Yen sind Zitrusfrüchte das drittwichtigste Agrarprodukt in Japan.
Der Erfolg der japanischen Zitrusindustrie wird auf die Entwicklung neuer Sorten zurückgeführt, die frei von Schädlingen und Krankheiten sind, klimaresistent sind und eine hervorragende Fruchtqualität aufweisen. Bemerkenswerte Beispiele sind „Asumi“, „Asuki“, „Ehimekashidai28go“, „Ehimekashidai48go“, „Himekoharu“, „Kanpei“, „Rinoka“ und „Mihaya“, die alle verbesserte landwirtschaftliche Merkmale wie einen höheren Zuckergehalt und Resistenz aufweisen gegen Krankheiten wie Zitruskrebs und eine verringerte Neigung zum Tropfen beim Schneiden.
Es besteht jedoch zunehmende Besorgnis über die Verletzung der Züchtungsrechte von in Japan entwickelten Zitrussorten. Dieses Problem ergibt sich aus der unbefugten Ausfuhr und dem unerlaubten Anbau im Ausland, gefolgt von der Einfuhr der rechtsverletzenden Früchte zurück in das Land. Diese Praxis führt zu Geschäftsverlusten auf ausländischen Märkten, verletzt die Rechte und gefährdet die Lebensgrundlage japanischer Landwirte erheblich.
Deshalb überarbeitete die japanische Regierung im Jahr 2021 das Sortenschutz- und Saatgutgesetz, um die Abwanderung registrierter Sorten ins Ausland zu verhindern und die Rechte der Zitruszüchter zu schützen. Darüber hinaus entwickelten die Forscher sortenspezifische DNA-Identifizierungssysteme wie cleaved amplified polymorphic site (CAPS)-Marker und TaqMan-MGB-Einzelnukleotid-Polymorphismus (SNP)-Genotypisierungstests, die die registrierte Zielsorte von anderen unterscheiden könnten.
Diese Identifizierungsmethoden sind jedoch zeitaufwändig und es besteht ein wachsender Bedarf an schnelleren und benutzerfreundlicheren Systemen, die japanische Sorten effektiv identifizieren können, insbesondere an Inspektionsstellen auf dem Feld, so dass der Import gefälschter Früchte eingedämmt wird.
Zu diesem Zweck hat eine Gruppe japanischer Forscher unter der Leitung von außerordentlichem Professor Yuki Monden von der Okayama-Universität und Mitsutoshi Okamoto vom Ehime Research Institute of Citrus Fruits – sowie Takehiko Shimada von der National Agriculture and Food Research Organization sowie Kazuto Takasaki und Tomoyuki Takeuchi von FASMAC Co. Ltd. hat ein neues, auf DNA-Markern basierendes System zur Sortenidentifizierung für acht bekannte japanische Zitrussorten entwickelt. Ein Artikel mit Einzelheiten zu ihrer Studie wurde in veröffentlicht Zuchtwissenschaft.
Zu ihrem neuartigen Durchbruch sagt Prof. Monden: „Dieses System identifiziert Zitrussorten genau, indem es DNA-Polymorphismen erkennt – DNA-Fragmente, die für jede der Zielsorten einzigartig sind.“ Die Studie verwendete genetische Sequenzierungstechniken, um drei Retrotransposonfamilien (CIRE1, Tcs1 und Tcs2) zu identifizieren, die in Zitruspflanzen transkriptionell aktiv sind. Retrotransposons sind genetische Elemente, die eine hohe Kopienzahl aufweisen und zum Nachweis kultivarspezifischer DNA-Polymorphismen verwendet werden können.
Durch die Analyse ihrer Insertionsstellen mittels Sequenzierung wurden einzigartige DNA-Marker für bestimmte Sorten identifiziert. Diese sortenidentifizierenden DNA-Marker, bestehend aus polymorphen InDel-Fragmenten (Insertion-Deletion) in Kombination mit einem Polymerase-Kettenreaktion (PCR)-positiven Marker für das Ribulose-1,5-bisphosphat-Carboxylase/Oxygenase-Gen (rbcL), wurden innerhalb von 15 Jahren erfolgreich nachgewiesen Minuten mit einem kleinen Membranstäbchen, dem chromatographisch gedruckten Array-Streifen (C-Pas).
Dieser unkomplizierte Prozess kann innerhalb einer Stunde nach der DNA-Extraktion durchgeführt werden und kann eindeutig feststellen, ob die getestete Fruchtprobe zu einer registrierten Sorte gehört. Das entwickelte System bietet somit erhebliche Vorteile als komfortable, schnelle und kostengünstige DNA-Diagnosemethode zur Kontrolle von Obstimporten. Es wird erwartet, dass das vorgeschlagene zielsortenspezifische Identifizierungssystem als effizientes Instrument zur sofortigen Identifizierung und Bekämpfung verdächtiger, nicht lizenzierter Sorten fungiert.
Professor Monden hofft, dass diese Identifizierungsmethode mit der Zeit dazu beitragen kann, die Expansion japanischer Exporte zu stärken.
„Derzeit fördert die japanische Regierung aktiv die Ausweitung der Exporte in den Bereichen Land- und Forstwirtschaft, Fischerei und Lebensmittel mit dem Ziel, bis 2025 einen Exportwert von 2 Billionen Yen zu erreichen, der bis 2030 auf 5 Billionen Yen ansteigen soll „Während diese Bemühungen zur Steigerung der Exporte verstärkt werden, gibt es eine wachsende Besorgnis über die Piraterie exzellenter, in Japan gezüchteter Sorten“, sagt sie.
Sie hofft, dass ihre revolutionäre Arbeit letztendlich die Wettbewerbsfähigkeit japanischer Sorten verbessern kann, indem sie die Rechte der Züchter schützt, die sie züchten.
Mehr Informationen:
Mitsutoshi Okamoto et al., Ein zielsortenspezifisches Identifizierungssystem basierend auf der chromatographischen gedruckten Array-Streifen-Methode für acht prominente japanische Zitrussorten, Zuchtwissenschaft (2023). DOI: 10.1270/jsbbs.22065