Nelumbo ist eine einzigartige Gattung von Nelumbonaceae (Lotus), die zwei vorhandene Arten umfasst: N. nucifera Gaertn. weit verbreitet in Asien und Nordaustralien, und N. lutea Pers. die in Amerika vertrieben wird. Diese beiden Arten weisen Unterschiede in der Morphologie auf, wie z. B. Pflanzengröße, Blattform, Blütenblattform und Blütenblattfarbe, haben jedoch dieselbe Chromosomenzahl.
Ein Forschungsteam des Botanischen Gartens Wuhan der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und der Fujian Agriculture and Forestry University hat das Genom des amerikanischen Lotus sequenziert und mögliche genomische Grundlagen für die Blütenblattfarbe, die Fruchtblattthermogenese und die Domestikation bei Lotus aufgedeckt.
Die Forscher stellten ein Genom des amerikanischen Lotus mit einer Gesamtlänge von 843 MB zusammen, das etwa 30 MB größer war als das des asiatischen Lotus „China Antique“. Vergleichende Genomanalysen zeigten, dass die beiden Arten vor etwa 13,86 Millionen Jahren eine hohe Syntenie aufwiesen und auseinandergingen.
In den Blütenblättern des asiatischen Lotus wurden fünf Anthocyane bestätigt, die die Blütenfarbe bestimmten, während Carotinoidverbindungen identifiziert wurden, die zur gelben Blütenfarbe des amerikanischen Lotus beitragen. Darüber hinaus bestätigten die Forscher, dass ein MYB-Transkriptionsfaktor NnMYB5 die Anthocyanin-Biosynthese induzieren könnte, um eine rote Färbung in asiatischen Lotusblütenblättern zu erzeugen.
Die Lotusblume kann während der Anthese zwei bis vier Tage lang eine konstante Temperatur von 30–36 ° C halten. Erhöhte Transkripthäufigkeiten von Genen, die für alternative Oxidase, Entkopplungsproteine und Zuckerstoffwechsel und -transport kodieren, deuteten darauf hin, dass diese Gene wahrscheinlich zur Thermogenese beitragen, die eine wichtige Rolle bei der Blütenprotogynie spielen könnte.
Die Forscher nutzten eine Populationsgenomanalyse, um die tiefe Divergenz zwischen dem amerikanischen und dem asiatischen Lotus aufzudecken. Darüber hinaus zeigten sie die unabhängige Domestizierung von Samen-, Rhizom- und Blütenmerkmalen in kultiviertem asiatischem Lotus.
Die Ergebnisse der Studie wurden in veröffentlicht Das Pflanzenjournal.
Ping Zheng et al., Vergleichende Analysen amerikanischer und asiatischer Lotusgenome geben Einblicke in Blütenblattfarbe, Fruchtblattthermogenese und Domestizierung, Das Pflanzenjournal (2022). DOI: 10.1111/tpj.15753