Verkürzung der Jugendphase für Zitrusfrüchte zur Verbesserung der Lebensmittelstabilität

Zitrusfrüchte sind weltweit wichtige kommerzielle Obstkulturen. Die Jugendzeit von Zitrusfrüchten reicht von 6 bis 20 Jahren, was die konventionelle Züchtung und die Verbesserung der Vererbung ernsthaft behindert. Darüber hinaus ist die Auswahl idealer kommerzieller und kultureller Merkmale durch traditionelle Züchtungsmethoden zeitaufwändig. Die Verkürzung der Jugendzeit und die frühe Blüte sind daher seit jeher wichtige Züchtungsziele für Zitrusfrüchte. Frühere Studien haben bestätigt, dass das Protein Flowering Locus T (FT) als Florigen wirkt, ein mobiles Blüten-induzierendes Signal, das in Blättern synthetisiert und dann zu den Meristemen transportiert wird. Mehrere Studien haben gezeigt, dass Zitrus-FT die Jugendphase verkürzen und an der saisonalen Blüte teilnehmen kann. Es bleibt jedoch unklar, ob diese FT-Proteine ​​oder mRNAs in Zitrusfrüchten mobil sind und die Jugendzeit verkürzen können.

In einer kürzlich in der Zeitschrift veröffentlichten Arbeit Gartenbauforschungberichteten Forscher der Huazhong Agricultural University über die Bewegung des FT-Proteins als systemisches Signal in dreiblättrigen Orangen (Citrus trifoliata) und seine geringe Anhäufung in gepfropften jugendlichen Sprossen.

Sie überexprimierten zunächst FT-Gene aus Arabidopsis (AtFT) und Trifoliate Orange (ToFT) in Tomate und Trifoliate Orange, um die biologischen Funktionen von AtFT und ToFT zu analysieren. Die Ergebnisse zeigten, dass diese beiden FT-Gene die Blüte in zwei Arten von transgenen Pflanzen (transgene Tomate und transgene dreiblättrige Orange) induzierten. Die Autoren verwendeten dann die früh blühenden transgenen Pflanzen als Wurzelstöcke/Sprossen und Wildtyp-Pflanzen als die entsprechenden Sprösslinge/Unterlagen in Pfropfexperimenten, um weiter zu bestätigen, dass FT-Proteine ​​über große Entfernungen transportiert werden können und dass der FT-Transport zwischen einjährig und mehrjährig konserviert ist Pflanzen.

Wildtyp-Tomaten-Sprossen wurden auf transgene 35S:AtFT- und 35S:ToFT-Tomatenunterlagen gepfropft, um eine frühe Blüte der Sprösslinge zu fördern. Wenn jedoch 35S:ToFT- und 35S:AtFT-transgene dreiblättrige Orange als Unterlage verwendet wurden, veränderte der Transport von FT-Protein die Blütezeit von nicht-transgenen Reisern während der zwei Jahre der Beobachtung nicht signifikant. Weitere Analysen zeigten, dass, wenn juvenile Wildtyp-Sprossen auf 35S:AtFT- oder 35S:ToFT-transgene Wurzelstöcke gepfropft wurden, die gepfropften Sprossen im Vergleich zu juveniler dreiblättriger Orange signifikant reduziertes endogenes ToFT-Protein aufwiesen; daher sammelte sich das Gesamt-ToFT-Protein nicht in signifikanten Mengen in den gepfropften Sprossen an. Diese Ergebnisse implizierten, dass das exogene AtFT- oder ToFT-Protein eine Abnahme des endogenen ToFT-Proteins verursachen kann, was dazu führt, dass das Gesamt-ToFT-Protein den Schwellenwert nicht erreicht, der für die dreiblättrige Orangenblüte erforderlich ist.

Die Autoren fanden auch heraus, dass ToFT und AtFT mit ToFTIP1 in Hefe-Zwei-Hybrid (Y2H), bimolekularer Fluoreszenzkomplementation (BiFC) und Pull-down-Assays interagieren könnten. Die Transplantationsanalyse hat gezeigt, dass AtFT und ToFT in Trifoliate Orange bzw. Tomate transportiert werden können, und die Autoren bestätigten auch, dass AtFT und ToFT mit Tomaten-SlFTIP1 in Y2H-, BiFC- und Pulldown-Assays interagieren könnten. Die Überexpression von ToFTIP1 in Tomate führte zu einer frühen Blüte der transgenen Pflanzen.

Pfropfen ist ein wichtiges Instrument zur Verbesserung der Produktion von Gartenbaukulturen. Für den Zitrusanbau kann die Auswahl geeigneter Unterlagen die Nährstoffaufnahme, Pflanzenvitalität, Stressresistenz und den Ertrag verbessern. Trifoliate Orange wird häufig als Unterlage im Zitrusanbau verwendet. Daher könnten früh blühende transgene dreiblättrige orangefarbene Wurzelstöcke, die in zukünftigen Arbeiten generiert werden, ein hilfreiches und sicheres Werkzeug darstellen, um genetische Studien und Züchtungen von Zitrusfrüchten dramatisch zu beschleunigen.

Bereitgestellt von der Nanjing Agricultural University The Academy of Science