Im Rahmen eines landwirtschaftlichen Fortschritts haben Wissenschaftler die genetischen Grundlagen der chromosomalen Translokation von Wassermelonen entschlüsselt – der Schlüssel zum Anbau von Früchten mit weniger Kernen.
Die weltweite Nachfrage nach kernlosen Wassermelonen ist aufgrund ihrer Attraktivität für Verbraucher stark gestiegen. Traditionelle Methoden, wie die Induktion von Triploidie, haben die Produktion angeführt, stehen jedoch vor erheblichen Herausforderungen wie geringer Samenproduktion, Keimraten und schlechter Keimlingsentwicklung. Darüber hinaus wirft die Abhängigkeit von Wachstumsregulatoren Umwelt- und Gesundheitsbedenken auf.
Aufgrund dieser Herausforderungen sind alternative genetische Techniken erforderlich, um die Züchtung kernloser Wassermelonen zu verbessern. Die chromosomale Translokation bietet eine vielversprechende Lösung, die diese Hindernisse möglicherweise überwindet und den Weg für effizientere und nachhaltigere Produktionspraktiken ebnet.
Ein Forscherteam der Chinesischen Akademie der Agrarwissenschaften veröffentlichte in Zusammenarbeit mit der Pekinger Akademie für Agrar- und Forstwissenschaften seine Ergebnisse am 22. April 2024 in Gartenbauforschung. Die Studie konzentrierte sich auf die Entwicklung kernärmerer Wassermelonensorten durch chromosomale Translokation unter Verwendung fortschrittlicher Genomsequenzierungstechnologien und molekularer Marker.
Die Studie analysierte drei Gruppen von chromosomalen Translokationsmaterialien aus verschiedenen Quellen, um Wassermelonen mit weniger Kernen zu entwickeln. Mithilfe von Genomsequenzierung der dritten Generation und Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung (FISH) identifizierten die Forscher spezifische reziproke Translokationen zwischen Chromosomen.
So zeigte beispielsweise das natürlich mutierte Material MT-a Translokationen zwischen Chr6 und Chr10, während die strahleninduzierten Mutanten MT-b und MT-c Translokationen zwischen Chr1 und Chr5, Chr4 und Chr8 sowie eine komplexe Translokation zwischen Chr1, Chr5 und Chr11 aufwiesen. Diese Translokationen reduzierten die Samenanzahl in Hybridfrüchten erheblich.
Die Forscher entwickelten außerdem molekulare Marker, um diese Translokationslinien effizient zu identifizieren. Dieser Ansatz bietet eine robuste Methode zur Züchtung kernarmer Wassermelonen ohne den Einsatz von Wachstumsregulatoren, stellt eine nachhaltige Alternative zu traditionellen Produktionsmethoden kernloser Wassermelonen dar und geht auf die wichtigsten Herausforderungen der Branche ein.
Dr. Wenge Liu, der leitende Forscher der Studie, erklärte: „Dieser Durchbruch im Verständnis der chromosomalen Translokationen bei Wassermelonen eröffnet neue Möglichkeiten für die Züchtung kernärmerer Sorten. Der Einsatz moderner Sequenzierungstechnologien und molekularer Marker verbessert unsere Fähigkeit, kommerziell nutzbare kernlose Wassermelonen zu entwickeln, erheblich.“
Die Ergebnisse dieser Studie haben erhebliche Auswirkungen auf die Wassermelonenzüchtung. Durch den Einsatz von Chromosomentranslokationstechniken können Züchter die Einschränkungen der traditionellen Produktionsmethoden für kernlose Wassermelonen überwinden.
Diese Forschung ebnet nicht nur den Weg für effizientere Züchtungsverfahren, sondern birgt auch das Potenzial, die Qualität und den Ertrag von Wassermelonen zu verbessern, die Nachfrage der Verbraucher zu befriedigen und landwirtschaftliche Innovationen zu fördern.
Mehr Informationen:
Di Jiao et al., Identifizierung der allelischen Beziehung und der Translokationsregion unter chromosomalen Translokationslinien, die zu Wassermelonen mit weniger Kernen führt, Gartenbauforschung (2024). DOI: 10.1093/hr/uhae087