Tomaten wurden auf verschiedene Weise gezüchtet, um höhere Erträge, größere Früchte und einen höheren Fruchtzuckergehalt zu produzieren. Im Bereich der Pflanzen, die für größere Früchte gezüchtet werden, produzieren niederländische Sorten durchweg ein höheres Frischfruchtgewicht als japanische Sorten. Obwohl beides Lichtnutzungseffizienz und Photosyntheserate diese Ungleichheit spielen, ist unklar, ob dahinter auch tatsächliche anatomische Unterschiede stecken. Eine Studie ergab, dass der Fluss im Xylem – den Gefäßen, die Wasser und Nährstoffe innerhalb der Pflanze nach oben transportieren – bei niederländischen Sorten schneller war als bei japanischen.
In einem neuen Artikel, erschienen in Annals of Botany, versuchten die Hauptautoren Xiaohua Qi und Hirokazu Takahashi und Kollegen, diese Frage zu beantworten Gefäßsystem vergleichen der beiden Sortentypen zu unterschiedlichen Zeitpunkten ihres Wachstums sowie die Untersuchung von Hormonprofilen und der Genexpression in den Hypokotylen von drei- und vier Wochen alten Pflanzen. Um die Quelle der wichtigsten Wachstumshormone zu verstehen, machten die Forscher wechselseitige Transplantationen in 17 Tage alten Pflanzen, wobei sie den Wurzelstock einer Sorte und den Spross der anderen verwendeten, und untersuchten dann ihre Hypokotyl-Anatomie nach 18 Tagen.
Eine anatomische Studie ergab, dass niederländische Sorten ein stärker entwickeltes sekundäres Xylem haben als ihre japanischen Gegenstücke, was einen effizienteren Transport von Wasser, Nährstoffen und Hormonen zu den Trieben ermöglicht. Niederländische Sorten hatten auch höhere Konzentrationen an Cytokininen vom iP-Typ, die lokal im Phloem synthetisiert werden und wichtige Regulatoren der Gefäßentwicklung sind.
Im Pfropfversuch stellten die Autoren fest, dass die Pfropfung das Wachstum und die Xylemstruktur des Edelreises nicht beeinflusste, wohl aber die der Unterlage. Dies deutet darauf hin, dass die Hormone, die für die schnellere Xylementwicklung verantwortlich sind, im Spross produziert werden. „Die Anreicherung von Cytokininen vom iP-Typ (die in den Blättern vorherrschen) anstelle von Cytokininen vom tZ-Typ (die in den Wurzeln vorherrschen) legt nahe, dass die Unterschiede in der Xylementwicklung zwischen den niederländischen und japanischen Sorten auf spross- und wurzelbürtige Cytokinine zurückzuführen sind“, schreiben die Autoren.
Sie stellen fest, dass weitere Experimente erforderlich sind, um festzustellen, ob die stärkere Xylementwicklung der niederländischen Sorten direkt zum Wachstum und zur Fruchtproduktion beiträgt.
