Zespół badawczy zbadał 71 cytrusów i odmian, wykorzystując ponad 56 000 polimorfizmów pojedynczego nukleotydu (SNP) i 37 parametrów odbicia liści, aby zbadać cechy związane z fotosyntezą. Zidentyfikowali cztery odrębne klastry powiązanych cech i znaleźli 125 loci genomowych i 189 genów powiązanych z tymi cechami. Badania te dostarczają cennych informacji na temat mechanizmów genetycznych i fizjologicznych fotosyntezy, co potencjalnie prowadzi do ulepszonej hodowli i zarządzania sadem w celu zwiększenia produkcji owoców i zdrowia drzew.

Fotosyntetyczny zysk węgla jest kluczowy dla wydajności roślin zarówno w systemach naturalnych, jak i rolniczych. Identyfikacja genów pośredniczących w fotosyntezie jest kluczowa dla zrozumienia regulacji węgla w liściach i jego alokacji do kwiatów i owoców, co wpływa na ogólną fizjologię roślin i produkcję owoców. Obecne badania podkreślają znaczenie zawartości chlorofilu i fluorescencji w pomiarze wydajności fotosyntezy. Jednak zrozumienie powiązań między wpływami genetycznymi i fizjologią roślin w fotosyntezie pozostaje wyzwaniem.

A badanie (DOI: 10.48130/frures-0024-0013) opublikowane w Badania owoców w dniu 23 maja 2024 r. ma na celu powiązanie cech fotosyntetycznych z danymi genetycznymi cytrusów w celu zidentyfikowania powiązanych loci i genów, a tym samym zwiększenie plonów i wydajności upraw.

W tym badaniu przeprowadzono analizę korelacji parami 37 cech związanych z fotosyntezą, ujawniając cztery odrębne klastry powiązanych ze sobą cech. Klaster 1 obejmuje cechy takie jak wydajność fotochemiczna (FvP/FmP), grubość liścia, absorbancja przy różnych długościach fal i odczyty SPAD. Klaster 2 obejmuje wartości przesunięcia elektrochromowego i wydajność kwantową fotosystemu II (Phi2). Klaster 3 obejmuje cechy związane ze światłem czerwonym, niebieskim i zielonym przechwytywanym przez czujnik PAR i wygaszanie niefotosyntetyczne (NPQt). Klaster 4 zawiera odczyty SPAD przy krótszych długościach fal i minimalnej fluorescencji. Analiza wykazała korelacje takie jak ujemna korelacja między SPAD 850 a Phi2, qL i qP oraz istotna dodatnia korelacja między NPQt a PhiNPQ. Analiza głównych składowych (PCA) danych dotyczących cech genomicznych i związanych z fotosyntezą z 71 okazów cytrusowych wyróżniła cztery grupy z pewnym nakładaniem się. Badanie asocjacji w całym genomie zidentyfikowało 125 loci genomowych powiązanych z 11 cechami związanymi z fotosyntezą, ujawniając pozytywne lub negatywne korelacje między klastrami cech. Biologiczna adnotacja istotnych SNP zidentyfikowała 189 genów, z których niektóre były powiązane z procesami takimi jak glikoliza i funkcje mitochondrialne.

Zdaniem głównego badacza prowadzącego badanie, Zhenyu Jia, „Ta skomplikowana sieć informacji genomicznych i korelacji cech wymaga dalszych badań w celu rozszyfrowania skomplikowanej zagadki regulacji i funkcjonalności fotosyntezy, ujawniając skomplikowane współdziałanie genetyki w kształtowaniu tych istotnych cech”.

Podsumowując, w tym badaniu przeanalizowano cechy związane z fotosyntezą w 71 akcesjach i odmianach cytrusów, wykorzystując ponad 56 000 SNP i 37 parametrów odbicia liści. Wyniki te zwiększają naszą wiedzę na temat czynników genetycznych i fizjologicznych w fotosyntezie, ułatwiając rozwój bardziej odpornych i produktywnych odmian drzew owocowych poprzez ukierunkowane strategie hodowlane i ulepszone zarządzanie sadem.

##

Bibliografia

DOI

10.48130/frures-0024-0013

Oryginalny adres URL źródła

https://doi.org/10.48130/frures-0024-0013

Informacje o finansowaniu

Projekt ten był wspierany przez następujące dotacje: dotacja USDA NIFA FACT 2019-67022-29930 dla Zhenyu Jia i Mikeala L Roose’a.

O Badania owoców

Badania owoców (e-ISSN 2769-4615) to czasopismo otwartego dostępu, dostępne wyłącznie online, w którym publikowane są oryginalne artykuły badawcze, nowe metody, perspektywy i recenzje nowych odkryć we wszystkich obszarach nauki o owocach. Czasopismo będzie koncentrować się na publikowaniu podstawowych i translacyjnych badań o szerokim wpływie na naukę o owocach.