Die Erzeugung haploider Pflanzen zur Gewinnung reiner doppelhaploider (DH) Linien gilt weithin als eine der effizientesten Züchtungsstrategien in der modernen Landwirtschaft. Wassermelone (Citrullus lanatus), eine wichtige Obstpflanze, die für ihren Nährwert und Geschmack bekannt ist, wurde einer langfristigen künstlichen Selektion unterzogen, die zu einer genetischen Einengung führte. Daher besteht ein dringender Bedarf an einem haploiden Induktionssystem, um traditionelle Zuchtmethoden zu verbessern und die Entwicklung wertvoller reiner DH-Linien zu erleichtern.
Im März 2023 wurde die Zeitschrift für Pflanzenbiotechnologie veröffentlicht „Produktion einer doppelt haploiden Wassermelone durch maternale haploide Induktion“ von Xu Yongs Team von der Pekinger Akademie für Agrar- und Forstwissenschaften. In diesem Bericht wurde die erfolgreiche Produktion von DH-Pflanzen durch ein in vivo (samenbasiertes) haploides Induktionssystem vorgestellt, eine Pionierleistung in der Kürbispflanzenzüchtung. Es eröffnet einen neuen Weg zur Implementierung des haploiden Zuchtsystems innerhalb der Familie der Kürbisgewächse.
Zufällig erschien im April 2023 die Zeitschrift Gartenbauforschung veröffentlichte außerdem einen Artikel mit dem Titel „Creation of a watermelon haploid inducer line via ClDMP3-mediated single fertilization of the central cell“ von Yuan Lis Team am College of Horticulture der Northwest A&F University.
Frühere Studien haben gezeigt, dass die Bestrahlung von Pollenkörnern in Kürbiskulturen Haploide hervorrufen kann, wahrscheinlich aufgrund der bevorzugten Befruchtung der Zentralzelle gegenüber der Eizelle. Es ist bekannt, dass eine Störung des DMP-Gens zu einer einmaligen Befruchtung der zentralen Zelle führen kann, was zur Entwicklung haploider Pflanzen führt.
Diese neue Studie in Gartenbauforschung bietet eine detaillierte Methode zum Erstellen einer Wassermelonen-Haploid-Induktorlinie durch ClDMP3-Mutation. Die cldmp3-Mutante induzierte erfolgreich haploide Pflanzen in mehreren Wassermelonen-Genotypen mit Raten von bis zu 1,12 %. Diese haploiden Pflanzen wurden durch den Einsatz von Fluoreszenzmarkern, Durchflusszytometrie, molekularen Markern und Immunfärbung bestätigt. Die Schaffung dieser haploiden Induktorlinie birgt ein enormes Potenzial, die Wassermelonenzüchtung in Zukunft deutlich voranzutreiben.
Mehr Informationen:
Shouwei Tian et al., Produktion einer doppelt haploiden Wassermelone durch mütterliche haploide Induktion, Zeitschrift für Pflanzenbiotechnologie (2023). DOI: 10.1111/pbi.14045
Xiner Chen et al., Schaffung einer haploiden Induktorlinie für Wassermelonen durch ClDMP3-vermittelte Einzelbefruchtung der zentralen Zelle, Gartenbauforschung (2023). DOI: 10.1093/hr/uhad081