W przełomowym postępie w uprawie owoców naukowcy zidentyfikowali mutację genu w drzewach brzoskwiniowych, która reguluje czas kwitnienia, cechę krytyczną dla uniknięcia wiosennych przymrozków. Ta genetyczna wiedza może zmienić praktyki hodowlane, umożliwiając rozwój późno kwitnących odmian owoców, które łagodzą ryzyko uszkodzeń spowodowanych mrozem, a tym samym wzmacniają plony i środki do życia rolników.

Przymrozki wiosenne często zagrażają produkcji owoców w strefie umiarkowanej, co prowadzi do znacznych strat ekonomicznych dla plantatorów. Jedną ze skutecznych strategii łagodzenia tego problemu jest hodowla odmian późno kwitnących, które kwitną po ustąpieniu ryzyka przymrozków. Jednak proces ten jest często utrudniony przez brak określonych genów i markerów oraz ograniczone zrozumienie leżących u jego podstaw mechanizmów genetycznych.

Wyzwanie to wymaga dogłębnych badań nad regulacją genetyczną czasu kwitnienia, których celem jest identyfikacja kluczowych genów i opracowanie wiarygodnych markerów do hodowli odmian odpornych na mróz.

Naukowcy z USDA-ARS Appalachian Fruit Research Station dokonali znaczącego przełomu w dziedzinie ogrodnictwa. Ich badanie, opublikowane w Badania ogrodnicze w dniu 8 kwietnia 2024 r. odkrywa mutację genetyczną w genie euAP2a odpowiedzialną za późne kwitnienie brzoskwiń, cechę, która może mieć kluczowe znaczenie w strategiach unikania przymrozków.

Badanie skupiło się na plazmie zarodkowej późno kwitnącej brzoskwini (LFP), która do kwitnienia wymaga dłuższych okresów chłodzenia i ogrzewania w porównaniu ze standardowymi odmianami.

Naukowcy odkryli 983-bp delecję w genie euAP2a, która zakłóca miejsce wiązania miR172, co prowadzi do mutacji zysku funkcji. Analizy transkryptomiczne wykazały, że ta mutacja wpływa na aktywację modułów genów termo-responsywnych, opóźniając rozwój kwiatów.

W szczególności dwa moduły reagujące na chłód i cztery moduły reagujące na ogrzewanie, obejmujące około 600 genów, są sekwencyjnie aktywowane na różnych etapach rozwoju kwiatów. Dezaktywacja lub opóźnienie tych modułów wskazuje, że gen euAP2a działa jako represor transkrypcji, modulując termoreaktywne programowanie transkrypcji w celu kontrolowania tempa rozwoju kwiatów brzoskwiń.

Badania te nie tylko identyfikują podłoże genetyczne późnego kwitnienia, ale także dostarczają kompleksowego zrozumienia zaangażowanych w to mechanizmów molekularnych, co ułatwia hodowlę odmian drzew owocowych odpornych na mróz.

Dr Chris Dardick, autor korespondujący z badaniem, stwierdza: „Nasze odkrycia nie tylko rzucają światło na genetyczne podstawy czasu kwitnienia, ale także dostarczają hodowcom cennego narzędzia do opracowania odmian brzoskwiń, które będą lepiej odporne na zagrożenia wynikające ze zmiany klimatu, zapewnienie bezpieczeństwa żywnościowego i zrównoważonego rozwoju rolnictwa.”

Zastosowanie tych badań jest dalekosiężne, z potencjałem do informowania programów hodowlanych dla różnych owoców umiarkowanych. Poprzez zrozumienie i manipulację czynnikami genetycznymi, które kontrolują czas kwitnienia, plantatorzy mogą uprawiać rośliny, które są bardziej odporne na wahania środowiskowe, co ostatecznie prowadzi do zmniejszenia podatności na uszkodzenia spowodowane mrozem i bardziej przewidywalnych wyników zbiorów.