Im Bestreben, die genetische Vielfalt von Mandeln für die ständig wachsende weltweite Nachfrage zu verbessern, haben Forscher eine private Sammlung von Mandelkeimplasma untersucht und das Potenzial für neue Sorten beleuchtet, die an verschiedene Wachstumsbedingungen angepasst sind.
Die vom Agrarforschungsdienst des US-Landwirtschaftsministeriums, National Plant Germplasm System (NPGS), in Zusammenarbeit mit der ehemaligen Improving Perennial Plants for Food and Bioenergy (IPPFBE) Foundation durchgeführte Studie untersucht die genetische Vielfalt von 94 neu verfügbaren Mandelakzessionen , hauptsächlich aus zentralasiatischen Ländern bezogen.
Mandeln [Prunus dulcis (Mill.) D.A. Webb] sind vielleicht das wirtschaftlich wichtigste Mitglied der Gattung Prunus L. Die essbaren Mandelkerne werden seit mindestens 11.000 v. Chr. von Menschen verzehrt.
Angesichts der derzeitigen weltweiten Produktion von 4,1 Millionen Tonnen, Tendenz steigend, ist es von entscheidender Bedeutung, neue Wege für die Entwicklung von Mandelsorten zu erkunden, insbesondere in Regionen außerhalb der traditionellen Anbaugebiete. Herausforderungen wie begrenzte Wasserressourcen und Klimainstabilität unterstreichen den Bedarf an innovativen Sorten, auch solchen, die an salzhaltige Bedingungen angepasst sind.
Pflanzengenetische Ressourcen in Form von Keimplasmasammlungen sind ein wertvoller Bestandteil der Züchtungs- und Sortenentwicklungsbemühungen, da sie neuartige überlegene Allele für bestehende interessierende Merkmale oder zur Bewältigung von Veränderungen bei abiotischen Stressfaktoren und Krankheitserregern enthalten können.
Die Studie verglich die genetische Vielfalt der privaten IPPFBE-Keimplasmasammlung, die sich auf zentralasiatische Ursprünge konzentriert, mit der bestehenden NPGS-Sammlung in der Nähe von Davis, Kalifornien. Durch DNA-Fingerprinting unter Verwendung von 10 einfachen Sequenzwiederholungsmarkern lieferte diese Forschung Einblicke in die Vielfalt dieser Mandelakzessionen.
Hierarchisches Clustering, Hauptkomponentenanalyse (PCA) und Diskriminanzanalyse der Hauptkomponenten (DAPC) wurden eingesetzt, um die genetische Ausstattung der Sammlungen zu analysieren und zu vergleichen.
Die Ergebnisse zeigten, dass es zwar große Ähnlichkeiten zwischen den IPPFBE- und NPGS-Sammlungen gibt, das neue Material aus der Privatsammlung jedoch erheblich zur genetischen Vielfalt des Mandelkeimplasmas beiträgt. Insbesondere zeigte diese Arbeit enge Beziehungen zwischen bestimmten Akzessionen auf und identifizierte mögliche Fehlbezeichnungen oder Duplikate. Zwei Akzessionen von Prunus bucharica aus der IPPFBE-Sammlung stachen hervor, da sie im Vergleich zum Rest der Sammlung charakteristische genetische Merkmale aufwiesen.
Mandeln sind eine wirtschaftlich wichtige und gesunde Kulturpflanze mit wachsenden Anbauflächen. Diese Erweiterung fördert die Entwicklung neuer Sorten, die an neue Anbaugebiete angepasst sind, und neuartiges Keimplasma könnte die Quelle der Allele sein, die für die Anpassung an diesen Standorten benötigt werden.
Die NPGS- und IPPFBE-Keimplasmasammlungen enthalten beide zahlreiche Akzessionen aus dem Ursprungszentrum der Mandel. Die Analyse der IPPFBE-Sammlung zeigt, dass das neue Material trotz weitgehender Ähnlichkeit mit der NPGS-Sammlung einen positiven Beitrag zur genetischen Vielfalt des Mandelkeimplasmas leistet.
Die Studie ist veröffentlicht im Zeitschrift der American Society for Horticultural Science.
Mehr Informationen:
Per McCord et al., Genetische Vielfalt neuer Mandelakzessionen aus zentralasiatischem und kälteadaptiertem nordamerikanischen Keimplasma, Zeitschrift der American Society for Horticultural Science (2023). DOI: 10.21273/JASHS05292-23