In einem Triumph für die Präzisionslandwirtschaft haben Forscher einen Exokarp-spezifischen Promotor für Tomaten identifiziert, der das Potenzial für maßgeschneiderte genetische Verbesserungen freisetzt. Diese Innovation verspricht, die optische Attraktivität der Frucht zu steigern, sie gegen Umweltbelastungen zu wappnen und ihre Haltbarkeit deutlich zu verlängern.
Der Anbau der Tomate, eines Grundnahrungsmittels, wird oft durch die Zerstörung durch Fäulnis und das unaufhörliche Ticken der Frischeuhr beeinträchtigt. Konventionelle genetische Eingriffe sind an ihre Grenzen gestoßen, da unspezifische Promotoren zu suboptimalen Ergebnissen führen. Das Streben nach einer Verbesserung der Ernte erfordert einen differenzierteren Ansatz. Daher liegt der Fokus auf gewebespezifischen Promotoren als Schlüssel zur Verbesserung der Widerstandsfähigkeit und Langlebigkeit der Früchte.
Ein Forscherteam der Sun Yat-sen-Universität unter der Leitung des angesehenen Jian-Feng Li hat eine Studie im Journal Gartenbauforschung am 31. Januar 2024. Ihre Arbeit beschreibt detailliert die innovative Anwendung des SlPR10-Promotors, der die Genexpression im Exokarp der Tomate meisterhaft steuert. Dieser bahnbrechende Ansatz läutet eine neue Ära in der Verbesserung der Fruchtqualität ein und schafft einen Präzedenzfall für zukünftige Fortschritte in der Agrarbiotechnologie.
Mithilfe modernster RNA-Sequenzierung und RT-qPCR konzentrierte sich das Team auf den SlPR10-Promotor, der in der Außenschicht der Tomate außergewöhnlich aktiv ist. Indem sie diesen Promotor zur Regulierung von SlANT1 und SlMYB31 – Hauptgenen für die Anthocyan- und Wachsproduktion – nutzten, entwickelten die Forscher Tomaten mit einem natürlich verstärkten Abwehrsystem. Die Früchte weisen nun dank Anthocyan einen auffälligen violetten Farbton und eine Panzerung aus verdicktem Wachs auf, die Wasserverlust und Fäulnis drastisch verlangsamt.
Dr. Jian-Feng Li, der Hauptverantwortliche für die Studie, sagt: „Dies ist mehr als ein wissenschaftlicher Meilenstein; es ist ein Leuchtturm für die Zukunft nachhaltiger Landwirtschaft. Unser gezielter genetischer Ansatz ist ein Beispiel für Präzision und Effizienz und stellt sicher, dass wir die wachsende Nachfrage nach qualitativ hochwertigen, haltbaren Produkten erfüllen, ohne Kompromisse bei Sicherheit oder Ethik einzugehen.“
Die Auswirkungen dieser Studie werden die Agrarlandschaft voraussichtlich umgestalten. Mit dem SlPR10-Promotor wird das Exokarp der Tomate zu einer vielseitigen Plattform für die Züchtung nicht nur verbesserter Fruchteigenschaften, sondern auch hochwertiger Verbindungen für industrielle Anwendungen.
Das Potenzial zur Reduzierung von Ernteabfällen und zur Steigerung der Ernterentabilität ist enorm, was sowohl für Landwirte eine reiche Ernte als auch für Verbraucher eine gesündere Ernährung bedeutet. Diese Pionierarbeit verspricht eine grünere, produktivere Zukunft für die Landwirtschaft.
Mehr Informationen:
Xue-Ming Ruan et al., Identifizierung und Anwendung eines Exokarp-bevorzugten Promotors für die genetische Veränderung von Tomatenfrüchten, Gartenbauforschung (2024). DOI: 10.1093/hr/uhae035