Kiwis (Actinidia chinensis) sind eine nahrhafte Frucht mit einem guten kommerziellen Wert. In den letzten Jahren wurde festgestellt, dass Kiwiwurzeln und -früchte gute medizinische Eigenschaften haben. Obwohl frühere Studien die Funktion einiger Metaboliten in Kiwis untersucht haben, haben nur wenige die Unterschiede in den Metaboliten zwischen der Wurzel und der Frucht verschiedener repräsentativer Sorten aufgeklärt.
Forscher des Botanischen Gartens Wuhan der Chinesischen Akademie der Wissenschaften führten eine Metabolomanalyse an den Wurzeln und verschiedenen Sorten von rotem, grünem und gelbem Kiwifruchtfleisch durch. Sie fanden heraus, dass die Wurzel aufgrund der Unterschiede in den Metaboliten von den Fruchtproben getrennt werden konnte. Die Ergebnisse wurden im veröffentlicht Internationale Zeitschrift für Molekularwissenschaftenmit dem Titel „Umfassende Analyse des Metaboloms und Transkriptoms in Früchten und Wurzeln von Kiwis“.
Insgesamt 410 Metaboliten wurden in den Frucht- und Wurzelgeweben identifiziert, 54 unterschiedlich exprimierte Metaboliten wurden zwischen der Wurzel und jeder Fruchtprobe geteilt, von denen 17 im Flavonoidweg nachgewiesen wurden.
Vier unterschiedliche Metaboliten, darunter drei Flavonole (Kaempferol-3-Rhamnosid, L-Epicatechin und Trifolin) und ein Dihydrochalcon (Phloretin), wurden identifiziert, die in Kiwiwurzeln sehr häufig vorkamen. Phloretin kann das Wachstum von Tumorzellen blockieren und Apoptose induzieren, und Flavonole sind vorteilhaft für kardiovaskuläre und zerebrovaskuläre Erkrankungen. Daher können Flavonole und Phloretin wichtige Bestandteile der Kiwiwurzel in der traditionellen chinesischen Medizin sein.
Die mit Flavonolen und Dihydrochalkonen verwandten Gene wurden in der Wurzel stark exprimiert, und es wurden vier mögliche Strukturgene (AcC4H, AcCHS, AcF3’H und AcCCO) und drei Transkriptionsfaktorgene (AcRAP2-4, AcAP2-4 und AcbHLH62) identifiziert.
Die Ergebnisse der RT-qPCR-Analyse zeigten, dass AcC4H, AcCHS, AcF3’H, AcCCO, AcRAP2-4 und AcAP2-4 in den Wurzeln signifikant stärker exprimiert wurden als in den Früchten, während AcbHLH62 in Wurzeln eine extrem niedrige Expression zeigte.
Diese Studie bestimmt die Unterschiede in den Metaboliten zwischen den Wurzeln und Früchten verschiedener Kiwisorten und identifiziert Kandidatengene, die mit funktionellen Metaboliten im Flavonoid-Biosyntheseweg in Verbindung stehen.
Die Unterschiede in den Metabolitenprofilen zwischen Wurzeln und Früchten und die Variation zwischen den Kiwifruchtsorten erleichtern die Anwendung der Kiwifrucht im Bereich der Pharmazie und Verarbeitung.
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Long Zhang et al, Comprehensive Analysis of Metabolome and Transcriptome in Fruits and Roots of Kiwifruit, Internationale Zeitschrift für Molekularwissenschaften (2023). DOI: 10.3390/ijms24021299