Die Verbesserung der photosynthetischen Effizienz von Nutzpflanzen in dynamischen Umgebungen wurde kürzlich als Schlüsselziel hervorgehoben, um die Kohlenstoffassimilation im gesamten Blätterdach zu erhöhen. Physiologische Reaktionen auf fluktuierendes Licht sind besonders wichtig für Blätter der unteren Kronenkrone. Die Lichtumgebung des unteren Blätterdachs unterliegt im Laufe eines Tages einer kontinuierlichen und dynamischen Veränderung, die durch den Lauf der Sonne über den Himmel, sporadische Bewölkung und/oder durch Wind verursachte Bewegungen der oberen Elemente im Blätterdach verursacht wird.
Die Verbesserung der Rubisco-Aktivierungsrate bei schwankendem Licht könnte die niedrig hängende Frucht sein, die es Pflanzenzüchtern ermöglicht, die Photosynthese des gesamten Blätterdachs mit geringen damit verbundenen Kosten zu steigern, insbesondere in Bezug auf den Wasser- und Nährstoffverbrauch. Dies ist entscheidend für eine Zukunft, in der prognostiziert wird, dass globale Umweltveränderungen landwirtschaftliche Systeme häufigeren und extremeren Dürre- und Hitzeereignissen aussetzen werden. Bisher hat jedoch keine Studie die Merkmalszerlegung für die Rubisco-Aktivierung in einer segregierenden Kartierungspopulation einer wichtigen Nutzpflanzenart untersucht oder durchgeführt.
In unserem neuen Artikel, erschienen in AoBP, Wir präsentieren die Ergebnisse einer Studie, in der wir versuchten, die genetische Variation der Rubisco-Aktivierungsrate bei einer Gerste zu identifizieren und zu charakterisieren (Hordeum vulgare) doppelt haploide Kartierungspopulation in Pflanze unter Verwendung von Gasaustauschtechniken (Salter et al., 2020). Wir verwendeten dann eine Chromosomenintervallkartierung, um quantitative Trait-Loci (QTL) und eng damit verbundene molekulare Marker zu identifizieren, die für die markergestützte Pflanzenzüchtung verwendet werden könnten.
Wir fanden heraus, dass die Raten der Rubisco-Aktivierung in der Bevölkerung sehr unterschiedlich waren. Auf Chromosom 7H wurde ein einzigartiger QTL für die Rubisco-Aktivierungsrate identifiziert. Dies ist der erste Bericht über die Identifizierung einer QTL für die Aktivierungsrate von Rubisco in Pflanze und diese Entdeckung könnte die Tür zur Marker-unterstützten Züchtung öffnen, um die Photosynthese des gesamten Blätterdachs von Gerste zu verbessern. Wir hoffen, dass zukünftige Arbeiten diese QTLs unter Feldbedingungen validieren werden, damit sie zur Verbesserung des Ernteertragspotenzials verwendet werden können.
