Gigantismus, ein häufiges Domestikationsmerkmal vieler Nutzpflanzen, löst ein unverhältnismäßiges Wachstum essbarer Teile wie Stängel, Blätter oder Früchte aus. In einer aktuellen Studie von Mateus Vicente und Kollegen, veröffentlicht in Annals of Botany, identifizierten die Forscher der Universität São Paulo in Brasilien der Ort, der die vegetative und reproduktive Organgröße steuert in Tomate.
Tomate, wissenschaftlich bekannt als Solanum, hat sich als Musterbeispiel für Fruchtgigantismus hervorgetan. Obwohl zahlreiche Gene als verantwortlich für dieses besondere Merkmal bei Tomaten identifiziert wurden, sind die genetischen Grundlagen des Gigantismus über Früchte hinaus auch für andere vegetative Organe, bekannt als isometrischer Gigantismus, relativ unerforscht.
Brasilianische Forscher identifizierten eine kritische Region von 0.4 Millionen Basenpaaren auf Chromosom 7 mithilfe von Introgressionslinien (ILs), die aus der Wildnis stammen Solanum pennelii in zwei unterschiedlichen tomatengenetischen Hintergründen: dem bekannten Lebenslauf. M82 und der Diminutiv-Lebenslauf. Mikro-Tom. Diese Region mit dem Namen ORGAN SIZE (ORG) wurde mithilfe modernster Genotyp-by-Sequencing-Techniken sorgfältig kartiert.
Interessanterweise stellte das Forschungsteam fest, dass sich ORG mit zuvor identifizierten Quantitative Trait Loci (QTL) überschneidet, die das Fruchtgewicht von Tomaten während der Domestikation und Zucht steuern. Dies legt die Auswahl für nahe größere Früchte während der Domestikation möglicherweise versehentlich auch die Größe vegetativer Organe beeinflusst haben.
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass von Wildarten abgeleitete Allele zu einer Verringerung der Zellzahl in verschiedenen Organen führten und dass diese Verringerung bis zu einem gewissen Grad durch eine signifikante Zunahme der Zellausdehnung in Blättern, nicht jedoch in Früchten, ausgeglichen wurde. Folglich führte diese Tatsache zu einer proportionalen Verringerung der Größe von Blättern, Blüten und Früchten in ILs, die die von der Wildart geerbten Allele trugen.
Wir haben gezeigt, dass der gemeinsame Nenner für die verringerte Größe der vegetativen und reproduktiven Organe in ORG eine Verringerung der Zellzahl ist, möglicherweise durch eine Veränderung der Zellteilungsrate, wie histologische Charakterisierungen und Genexpressionsanalysen für CYCB2;1, FW2.2 nahelegen. 3.2 und FWXNUMX.
Vicente et al. 2023
Während die Welt mit den Auswirkungen des Klimawandels und der Notwendigkeit von Verbesserungen zu kämpfen hat ErnährungssicherheitDie Identifizierung von Orten wie ORG eröffnet interessante Möglichkeiten zur Anpassung der Größe vegetativer Organe in Tomatenpflanzen. Durch die weitere Aufklärung der genetischen Mechanismen hinter dem Gigantismus werden Wissenschaftler in der Lage sein, landwirtschaftliche Praktiken zu verbessern und Nutzpflanzen zu entwickeln, die besser für das Gedeihen unter verschiedenen Umweltbedingungen geeignet sind.
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Vicente MH, MacLeod, K., Zhu, F., Rafael, D., Figueira, A., Fernie, A., Mohareb, F., Kevei, Z., Thompson, A., Zsögön, A. und Pereira Peres L. (2023) „Der Genort ORGAN SIZE (ORG) moduliert sowohl den vegetativen als auch den reproduktiven Gigantismus bei domestizierten Tomaten." Annals of BotanyVerfügbar unter: https://doi.org/10.1093/aob/mcad150
