Hormonelles Zusammenspiel entscheidend für längere Haltbarkeit der Sorte „Benihoppe“

Ein Forscherteam hat herausgefunden, dass die schnelle Alterung der geernteten Erdbeere „Benihoppe“ auf eine erhöhte Verderblichkeit, Erweichung, Wasserverlust, erhöhte lösliche Zucker innerhalb von 2 Tagen und Veränderungen des Hormonspiegels zurückzuführen ist. Sie fanden heraus, dass ABA, JA und Ethylen eine entscheidende Rolle bei der Alterung der Frucht spielen und den biochemischen Stoffwechsel, die Anti-Stress-Reaktionen und die Erweichungsprozesse beeinflussen.

Diese Erkenntnisse bieten umfassende Einblicke in die Konservierungsmechanismen von Erdbeeren und legen nahe, dass die optimale Fruchtqualität nach 2–4 Tagen Lagerung erreicht wird. Diese Forschung führt möglicherweise zu verbesserten Nachernte-Handhabungstechniken zur Verlängerung der Haltbarkeit von Erdbeeren.

Erdbeeren (Fragaria × ananassa) werden weltweit wegen ihrer ernährungsphysiologischen Vorteile, ihres einfachen Anbaus und ihrer wirtschaftlichen Bedeutung geschätzt, insbesondere in China, wo sie sowohl die Produktion als auch den Konsum dominieren. Erdbeeren müssen geerntet werden, wenn sie an der Pflanze vollreif sind, wodurch sie nach der Ernte anfälliger für Fäulnis sind.

Daher wurden in umfangreichen Studien verschiedene Lagerungstechniken und die Rolle von Phytohormonen wie ABA, IAA, Ethylen und Antioxidantien bei der Alterung von Früchten untersucht. Die genauen physiologischen und molekularen Mechanismen, die die Alterung von Erdbeeren steuern, sind jedoch noch nicht vollständig verstanden.

A Studie veröffentlicht in Fruchtforschung am 6. Mai 2024, zielt darauf ab, diese Mechanismen aufzuklären und ein umfassendes Modell zur Alterung von Erdbeerfrüchten unter Umgebungsbedingungen zu entwickeln.

In dieser Studie untersuchten die Forscher die Alterungsmechanismen der Erdbeersorte „Benihoppe“ durch eine Reihe morphologischer, physiologischer, biochemischer, transkriptomischer und proteomischer Analysen. Morphologische und physiologische Untersuchungen ergaben, dass geerntete Erdbeeren im Laufe der Zeit einen erhöhten Verfallsindex und Wasserverlust aufwiesen und an Festigkeit und Helligkeit verloren. Der Gehalt an löslichem Zucker stieg zunächst 0–2 Tage lang an und sank dann wieder, während die titrierbare Säure (TAC) und die Konzentration löslicher Feststoffe (SSC) einem ähnlichen Muster folgten.

Die Phytohormonanalyse zeigte, dass die ABA-Werte während der Lagerung kontinuierlich anstiegen, wobei andere Hormone wie IAA, BR, GA3, MeJA und Ethylen komplexe Variationen zeigten, was die bedeutende Rolle von ABA bei der Seneszenz unterstreicht. RNA-seq identifizierte 66.533 Unigene und 3.861 differentiell exprimierte Gene (DEGs), die an der Signalübertragung von Pflanzenhormonen, der Phenylpropanoid-Biosynthese und der Flavonoid-Biosynthese beteiligt sind. Und die RNA-seq-Daten hoben ABA mit NCEDs und PYLs, Auxin mit IAAs und AUXs, Ethylen mit ACSs, EIN3 und ERFs, BR mit BZRs und JA mit JMTs hervor.

Die Proteomanalyse identifizierte 648 differentiell exprimierte Proteine ​​(DEPs), die mit der Hormonsignalübertragung, dem α-Linolensäurestoffwechsel und anderen wichtigen Stoffwechselwegen in Verbindung stehen. Insbesondere wurde die pflanzliche Hormonsignalübertragung in ABA mit PYL, SnRK2, ABF; Eth mit ETR, CTR1, EIN2; BR mit BSK; GA mit GID1; JA mit JAR1, JAZ hervorgehoben, was auf eine wichtige Rolle von ABA, JA und Eth im Alterungsstoffwechsel hindeutet. Um wichtige Stoffwechseländerungen im Zusammenhang mit der Alterung zu verstehen, untersuchten sie auch den Gehalt an flüchtigen Bestandteilen und Aminosäuren in Erdbeeren.

Die Ergebnisse zeigten, dass höhere Gehalte an Nerolidalylcaproat und Threonin charakteristische Anzeichen für Reifung und Alterung sein könnten. Insgesamt unterstreicht die Forschung die zentrale Rolle von ABA neben JA, BR und Ethylen bei der Regulierung der Alterung geernteter Erdbeeren, was zu schneller Erweichung, Verfall und Aromaabgabe beiträgt. Dieses umfassende Modell liefert wertvolle Erkenntnisse zur Verlängerung der Haltbarkeit von Erdbeeren und liefert Informationen für zukünftige Konservierungsstrategien.

Laut dem leitenden Forscher der Studie, Liusheng Duan, „ermöglichen diese Erkenntnisse ein umfassendes Verständnis dafür, dass zwei Tage alte Früchte zu bevorzugen sind, während vier Tage alte Früchte optimal sind und die Lagerfähigkeit von sechs Tage alten Früchten unter bestimmten Lagerbedingungen eingeschränkt ist.“

Zusammenfassend ergab die Forschung, dass ABA eine entscheidende Rolle bei schneller Verderblichkeit, Erweichung und Wasserverlust spielt und in verschiedenen Stadien mit JA, BR und Ethylen koordiniert. Transkriptom- und Proteomanalysen haben wichtige Wege hervorgehoben, an denen ABA, Auxin, Ethylen, BR und JA beteiligt sind. Zukünftige Strategien können sich auf die Manipulation dieser hormonellen Wege konzentrieren, um die Haltbarkeit von Erdbeeren zu verlängern, was der globalen Gartenbauindustrie zugutekommt, indem es länger haltbare, qualitativ hochwertige Früchte gewährleistet.