Die Chinesische Myrica rubra ist eine subtropische Frucht, die wegen ihres unverwechselbaren Geschmacks, ihres Nährwerts und ihrer wirtschaftlichen Bedeutung sehr geschätzt wird. Bisherige Genomzusammenstellungen wiesen jedoch keine Sequenzkontinuität auf, was umfassende genetische Studien verhinderte. Aufgrund dieser Herausforderungen war eine detaillierte Untersuchung der genetischen Faktoren erforderlich, die die Qualität der Myrica-Früchte beeinflussen.
Forscher des State Key Laboratory for Managing Biotic and Chemical Threats to Quality and Safety of Agro-products haben eine bahnbrechende Entdeckung gemacht. Ihre Arbeit, veröffentlicht am 30. Januar 2024 in Gartenbauforschungbeschreibt detailliert die Zusammenstellung des T2T-Referenzgenoms für die Sorte „Zaojia“ und eine genomweite Assoziationsstudie (GWAS), die die genetischen Faktoren aufdeckt, die die Qualität der Myrica-Früchte beeinflussen.
Die Studie verwendete PacBio HiFi Long Reads, um ein 292,60 Mb großes T2T-Genom für die Myrica-Sorte „Zaojia“ zusammenzustellen, wodurch die Genomkontinuität deutlich verbessert wurde. Die Forscher identifizierten 6.649.674 Einzelnukleotidpolymorphismen (SNPs) und führten eine GWAS an 173 Akzessionen durch, wobei sie 1.937 SNPs mit 1.039 Genen verknüpften, die mit 28 Fruchtqualitätsmerkmalen assoziiert sind. Insbesondere wurde ein SNP-Cluster auf Chromosom 6 gefunden, der die Fruchtfarbe reguliert und an dem zwei MYB-Gene und ein MLP-ähnliches Proteingen beteiligt sind, das die Anthocyanproduktion steigert.
Diese Studie bietet eine umfassende genetische Ressource für zukünftige Myrica-Zuchtprogramme und konzentriert sich auf Merkmale wie Fruchtfarbe, Größe und Nährstoffgehalt.
Dr. Shuwen Zhang, der leitende Forscher, erklärte: „Dieser Durchbruch bei der Zusammenstellung eines lückenlosen Referenzgenoms für Chinesische Myrica eröffnet neue Wege für die genetische Forschung und Züchtung. Unsere Erkenntnisse über die genetischen Determinanten der Fruchtqualitätsmerkmale werden die Effizienz von Züchtungsprogrammen deutlich steigern und zu verbesserten Myrica-Sorten mit besserer Farbe, Größe und Nährwertprofilen führen.“
Die Vervollständigung dieses Referenzgenoms und die Identifizierung wichtiger genetischer Variationen haben tiefgreifende Auswirkungen auf die Züchtung und Kultivierung von Myrica. Die aus dieser Studie gewonnenen genetischen Erkenntnisse werden die Entwicklung molekularer Marker für eine gezielte Züchtung erleichtern und die Auswahl überlegener Fruchtmerkmale ermöglichen.
Letztendlich wird diese Forschung zur Produktion hochwertiger Myrica-Beeren beitragen, was sowohl Erzeugern als auch Verbrauchern zugutekommt. Die Ergebnisse stellen auch eine wertvolle genetische Ressource für die Untersuchung anderer verwandter Arten dar und bringen so das Feld der Gartenbaugenomik voran.
Mehr Informationen:
Shuwen Zhang et al., T2T-Referenzgenomassemblierung und genomweite Assoziationsstudie enthüllen die genetische Grundlage der Qualität chinesischer Myrica-Früchte, Gartenbauforschung (2024). DOI: 10.1093/hr/uhae033