Das Verständnis der Produktion von L-Ascorbinsäure (L-AsA), ihrer zellulären Rolle und ihrer Akkumulation in Früchten hat sich in den letzten zehn Jahren erheblich weiterentwickelt. Die Bedeutung der Bestrahlung von Früchten im Vergleich zu Blättern bei Tomaten legt nahe, dass es bei der Versorgung mit L-AsA nur eine geringe Verbindung zwischen Blättern und Früchten gibt. Während die Manipulation der Temperatur der Kiwi-Rebe die fruchtbasierte Produktion unterstützt, haben andere eine Variabilität beim Phloem-L-AsA-Transport über große Entfernungen von den Blättern zu den sich entwickelnden Früchten beobachtet. Bei Äpfeln ist die L-AsA-Konzentration in Früchten abhängig von der Produktion, die mit der Reifung abnimmt, obwohl sich L-AsA mit zunehmendem Fruchtgewicht ansammelt. Tomaten zeigen einen Pektinpolymerabbau als Quelle von Vorläufern für die L-AsA-Synthese und Akkumulation über L-Galactonsäure. Was klar ist, sind Artenunterschiede in dem Mechanismus, durch den die gesamte Frucht-L-AsA-Produktion während der Entwicklung moduliert wird; bei einigen Früchten, z. B. Erdbeere, Melone und Tomate, bleibt sie konstant, während sie bei anderen, z. B. Apfel und Orange, abnimmt). Eine Erklärung dafür, wie Gesamtfrucht-L-AsA während der Fruchtentwicklung moduliert wird, kann je nach Art unterschiedlich sein. L-AsA wird im Blattphloem nachgewiesen, aber unklar bleibt, welchen Beitrag der Transport über große Entfernungen von potenziellen Quellen wie Blättern zum Muster und zur Menge von AsA leistet, das sich bei der Reife im Fruchtgewebe ansammelt.
Ein neues Papier in Annals of Botany zielt darauf ab, die Rolle von grünem Blattgewebe bei der Entwicklung und dem Wachstum von Früchten zu bestimmen und wie diese Prozesse die L-AsA-Produktion und -Akkumulation in Früchten beeinflussen. Es verwendet schwarze Johannisbeeren (Ribes Nigrum) als Modellpflanze, da ihre Früchte hohe L-AsA-Konzentrationen aufweisen und einige Kenntnisse über das Muster der Biosynthese und Akkumulation von L-AsA im Laufe der Zeit vorliegen. Was unklar bleibt, ist der Ort der Frucht-L-AsA-Synthese und unter welchen Umständen, falls überhaupt, das Fruchtwachstum mit der L-AsA-Produktion konkurriert.
Verknüpfung der Ascorbinsäureproduktion in Ribes nigrum mit der Fruchtentwicklung und Veränderungen in Quellen und Senken. (2013) Ann Bot 111 (4): 703-712. doi: 10.1093/aob/mct026
Das Verständnis der Synthese von Ascorbinsäure (L-AsA) in grünem Gewebe von Modellarten ist erheblich fortgeschritten; hier konzentrieren wir uns auf seine Produktion und Akkumulation in Früchten. Unser Ziel ist es insbesondere, die Verbindungen zwischen Organen, die Quellen von L-AsA sein können (Blätter), und denen, die es anreichern (Früchte), zu verstehen. Die hier vorgestellte Arbeit testet die Idee, dass Änderungen der Blatt- und Fruchtzahl die Akkumulation von L-AsA beeinflussen. Ziel war es, die Bedeutung von Blattgewebe bei der Produktion von L-AsA zu verstehen und zu bestimmen, wie dies Wege für die Manipulation von Fruchtgewebe-L-AsA bieten könnte.
Die verwendeten Experimente Ribes Nigrum (schwarze Johannisbeere), vorwiegend in Feldexperimenten, bei denen die Quelle-Senke-Beziehung manipuliert wurde, um die potenzielle Blatt-L-AsA-Produktion und das Fruchtwachstum und die Akkumulation von L-AsA zu verändern. Diese Manipulationen umfassten eine Verringerung der Fortpflanzungsfähigkeit durch das Entfernen der Trauben und die Verfügbarkeit von Assimilaten durch das Entfernen von Blättern und das Umgürten von Zweigphloemen. Natürliche Schwankungen des Fruchtwachstums und der Fruchtabspaltung werden ebenfalls beschrieben, da dies das nachfolgende experimentelle Design und die Interpretation der L-AsA-Daten beeinflusst.
Die Ergebnisse zeigen, dass die L-AsA-Konzentration in Früchten erhalten bleibt, aber der Gesamtertrag an L-AsA pro Pflanze von einer Reihe von angeborenen Faktoren abhängt, von denen viele mit Traubeneigenschaften zusammenhängen. Blattentfernung und Phloemumgürtung reduzierten das Fruchtgewicht, und eine Kombination aus beidem reduzierte den Fruchtertrag weiter. Es scheint, dass etwa 50 % der für das Fruchtwachstum verwendeten Assimilate von apikalen Blättern stammten, während zwischen 20 und 30 % von Traubenblättern und der Rest aus der „Lagerung“ stammten.
Trotz der Fähigkeit, die Blattfläche zu manipulieren und daher die Verfügbarkeit und gespeicherte Kohlenhydrate zusammen mit den Fruchterträgen zu assimilieren, wurden selten Auswirkungen auf die L-AsA-Konzentration in Früchten beobachtet, was auf eine L-AsA-Produktion in Früchten hinweist Johannisbeere war nicht direkt an die Assimilationsversorgung gekoppelt. Es gab keine unterstützenden Beweise dafür, dass die L-AsA-Produktion hauptsächlich in grünem Blattgewebe stattfand, gefolgt von seiner Übertragung auf sich entwickelnde Früchte. Daraus wird geschlossen, dass die L-AsA-Produktion überwiegend in der Frucht von stattfindet Ribes Nigrum.
