Søde afvejninger:Løsning af det genetiske puslespil med jordbærsmag og udbytte

Jordbær er en global frugtafgrøde værdsat for deres smag og næringsværdi. Men det har været en udfordring at opnå en balance mellem højt sukkerindhold, som øger sødme, og højt udbytte.

At forstå det genetiske grundlag for sukkerophobning er afgørende for avlsprogrammer, der sigter mod at imødekomme den stigende efterspørgsel efter jordbær med overlegen smag og kvalitet. På baggrund af disse udfordringer var det nødvendigt med en dybdegående undersøgelse af den genetiske kontrol af indholdet af opløselige faste stoffer (SSC) i jordbær.

Forskere fra University of Florida har gjort betydelige fremskridt inden for jordbærgenetik. Deres undersøgelse, offentliggjort den 21. december 2023, i tidsskriftet Horticulture Research , afslører to stabile kvantitative træk loci (QTL) forbundet med SSC og frugtudbytte. Resultaterne forventes at optimere jordbæravl for både smag og produktivitet.

I en omhyggelig analyse udnyttede forskerholdet kraften i storstilede genomomspændende associationsstudier (GWAS) til at udpege specifikke genetiske loci på kromosomerne 3B og 6A, som signifikant påvirker SSC i jordbær, en primær determinant for frugtsødme.

Undersøgelsens mest spændende åbenbaring var identifikation af en genetisk afvejning, hvor gavnlige alleler for sødme reducerede frugtudbyttet. Men gennem omhyggelig undersøgelse opdagede holdet optimale kombinationer af disse alleler, der mindsker den negative indvirkning på udbyttet.

Forskningen dykkede dybere ved at karakterisere metabolitter i stivelses- og saccharosemetabolismevejene på tværs af forskellige frugtvæv og kastede lys over den genetiske varians, der ligger til grund for saccharoseakkumulering under modning.

Integrationen af ​​GWAS med ekspressionskvantitative trait locus (eQTL) kortlægning belyste to kandidatgener, stivelsesyntase 4 og en sukkertransportør, potentielt nøglen til at forstå og manipulere sukkerindholdet i jordbær.

Denne genetiske indsigt accelererer ikke kun forædlingsindsatsen for overlegne jordbærsorter, men beriger også vores forståelse af det komplekse samspil mellem sødme og produktivitet på genomisk niveau.

"Jordbær er et perfekt eksempel på, hvordan genomik kan udnyttes til at løse komplekse landbrugsmæssige udfordringer," siger Dr. Vance M. Whitaker, den tilsvarende forfatter til undersøgelsen. "Vores resultater kaster ikke kun lys over den genetiske arkitektur af frugtsødme, men giver også en køreplan for avl af jordbær, der både er søde og højtydende."

Denne forskning fremmer ikke kun vores forståelse af jordbærgenetik, men udstyrer også opdrættere med værktøjerne til at forbedre frugtkvaliteten. De optimale allelkombinationer, der er identificeret, giver en plan for udvikling af nye jordbærsorter, der kan imødekomme markedets krav til smag og produktivitet.

Desuden har disse genetiske indsigter bredere implikationer for landbrugspraksis, hvilket potentielt kan føre til mere bæredygtig frugtproduktion med forbedrede smagsprofiler.

Flere oplysninger: Zhen Fan et al, Jordbæropløselige faste stoffer QTL med omvendte virkninger på udbytte, Harticulture Research (2023). DOI:10.1093/time/uhad271

Journaloplysninger: Gavebrugsforskning

Leveret af TranSpread