Wiśnia chińska (Śliwa pospolita) jest wysoko ceniona za swoje korzyści ekonomiczne i odżywcze, jednak jej miękka konsystencja owoców stanowi wyzwanie dla jej atrakcyjności rynkowej. Tradycyjne podejścia hodowlane mają trudności z udoskonaleniem tej cechy ze względu na złożony tetraploidalny genom gatunku i wysoką heterozygotyczność genetyczną. Ponieważ jędrność owoców jest kluczowym czynnikiem jakości, zrozumienie jej podłoża genetycznego stało się priorytetem dla hodowców. Te wyzwania podkreślają potrzebę dogłębnych badań nad mechanizmami genetycznymi, które rządzą jędrnością owoców u wiśni chińskiej.

Zespołowi badawczemu z Uniwersytetu Jiao Tong w Szanghaju udało się pomyślnie złożyć pierwszy genom z rozróżnieniem haplotypów na poziomie chromosomów chińskiej odmiany wiśni „Zhuji Duanbing”, opublikowany (DOI: 10.1093/hr/uhae142) w Badania ogrodnicze 8 lipca 2024 r. Korzystając z zaawansowanych technologii sekwencjonowania, takich jak PacBio HiFi, Oxford Nanopore i Hi-C, badanie zdekodowało wysoce heterozygotyczny genom tego tetraploidalnego gatunku. Wyniki dostarczają kluczowych spostrzeżeń na temat genetycznych determinantów jędrności owoców, oferując cenne źródło dla programów hodowlanych mających na celu poprawę cech handlowych wiśni chińskiej.

Badanie podjęło wyzwania stawiane przez tetraploidalną naturę genomu chińskiej wiśni, osiągając wysokiej jakości montaż genomu dzięki zastosowaniu najnowocześniejszych technologii sekwencjonowania. Porównując miękkomięsną 'Zhuji Duanbing’ z twardszą słodką wiśnią 'Heizhenzhu’, badanie podkreśliło krytyczną rolę pektyny, celulozy i hemicelulozy w określaniu tekstury owoców. Miękka tekstura 'Zhuji Duanbing’ była powiązana z przyspieszoną degradacją ścian komórkowych podczas dojrzewania, szczególnie w macierzy pektynowej. Dwa geny, GalAK-podobny I Stv1zostały zidentyfikowane jako kluczowe regulatory tego procesu, wykazując znaczące różnice ekspresji między tymi dwiema odmianami. Te geny, zaangażowane w biosyntezę i modyfikację pektyny, są obiecującymi celami dla przyszłych ulepszeń genetycznych. Badanie pogłębia naszą wiedzę na temat mechanizmów molekularnych stojących za jędrnością owoców wiśni chińskiej, zapewniając podstawę do selektywnej hodowli mającej na celu wzmocnienie tej ważnej cechy.

Dr Caixi Zhang, główny badacz, podkreślił znaczenie tego osiągnięcia genomicznego: „Złożenie genomu z haplotypem dla wiśni chińskiej to wielki postęp w genomice ogrodniczej. Identyfikacja czynników genetycznych, które wpływają na jędrność owoców, pozwala nam przyjąć ukierunkowane strategie hodowlane, niezbędne do zwiększenia atrakcyjności komercyjnej wiśni chińskiej. Badania te nie tylko wzbogacają naszą wiedzę na temat genetyki wiśni, ale także oferują kluczowe narzędzie dla hodowców, którzy chcą opracować twardsze, bardziej atrakcyjne odmiany”.

Wyniki tego badania mają istotne implikacje dla przyszłości uprawy wiśni chińskiej. Wykorzystując nowo zidentyfikowane markery genetyczne jędrności owoców, hodowcy mogą rozwijać odmiany o ulepszonej teksturze, odpowiednie do transportu na duże odległości i globalnej dystrybucji. Badania te stanowią podstawę precyzyjnej hodowli wiśni chińskiej, potencjalnie zwiększając wartość handlową uprawy i zapewniając jej konkurencyjność na rynkach krajowych i międzynarodowych. Techniki i spostrzeżenia z tego badania można również zastosować do innych upraw owocowych, pomagając w genetycznej poprawie jędrności i innych cech jakościowych.

###

Odniesienia

DOI

10.1093/godz./uhae142

Oryginalny adres URL źródła

https://doi.org/10.1093/hr/uhae142

Informacje o finansowaniu

Prace te zostały sfinansowane przez China Agriculture Research System (dotacja nr CARS-30-2-08) oraz Natural Science Foundation of Shanghai (23ZR1430600).

O Badania ogrodnicze

Badania ogrodnicze jest czasopismem o otwartym dostępie Uniwersytetu Rolniczego w Nankinie i zajmuje pierwsze miejsce w kategorii Ogrodnictwo w Journal Citation Reports ™ firmy Clarivate, 2023. Czasopismo zobowiązało się do publikowania oryginalnych artykułów badawczych, recenzji, perspektyw, komentarzy, artykułów korespondencyjnych i listów do redakcji związanych ze wszystkimi głównymi roślinami i dyscyplinami ogrodniczymi, w tym biotechnologią, hodowlą, biologią komórkową i molekularną, ewolucją, genetyką, interakcjami międzygatunkowymi, fizjologią oraz powstawaniem i udomowieniem upraw.