Fremme modstandsdygtighed over for frugtafgrøder:Afsløring af den molekylære dynamik ved abscission i træagtige frugtafgrøder

Et forskerhold har gjort betydelige fremskridt med at forstå mekanismerne bag frugtabscission i træagtige frugtafgrøder, en væsentlig proces, der påvirker frugtudbyttet og den økonomiske værdi. Denne gennemgang fremhæver nøgleresultater, såsom IDA-HAE/HSL2-signalvejens rolle i at reagere på abscissionssignaler og indflydelsen af ​​reaktive oxygenarter i styringen af ​​abscissionsdynamikken.

Værdien af ​​denne forskning ligger i dens potentielle anvendelser til at forbedre frugtafgrødeavl og raffinering af høstteknikker ved at manipulere disse molekylære processer. Fremtidige undersøgelser vil yderligere afklare samspillet mellem ethylen-signalering og abscission-signaler med det formål at udvikle mere præcise genetiske indgreb for at forbedre afgrødens modstandsdygtighed og produktivitet.

Frugtabscission er afgørende for den vegetative og reproduktive vækst af frugtafgrødearter og har været et fokus for plantebiologisk forskning fra historisk til moderne tid. Denne naturlige proces, der er afgørende for udtynding af overskydende blomster og håndtering af frugtmængder, involverer komplekse genetiske og hormonelle interaktioner, især i modelplanter som Arabidopsis og tomat.

Men udfordringerne fortsætter i træagtige frugtafgrøder som litchi og citrus, hvor ukontrolleret abscission fører til betydelige frugtfald, hvilket nødvendiggør fysiske og kemiske indgreb for at opretholde udbyttet.

En oversigtsartikel offentliggjort i Fruit Research den 2. april 2024 har til formål at udforske de specifikke mekanismer for frugtabscission hos træagtige arter med fokus på signalgenerering, transmission og perception inden for abscissionszonen, områder, der fortsat er underudforsket og afgørende for at forbedre kommerciel dyrkningspraksis.

Denne gennemgang undersøger grundigt mekanismerne for frugtabscission i træagtige frugtafgrøder, og understreger de kritiske roller af abscission zones (AZ'er) og de molekylære veje, der regulerer denne proces. AZ'erne, der dannes tidligt under organudviklingen, er specialiserede væv, der differentierer for at lette celleadskillelse ved modtagelse af abscission-signaler.

Betydelige fremskridt inden for genetiske og molekylære undersøgelser, især i modelplanter som Arabidopsis og tomat, har fremhævet betydningen af ​​centrale transkriptionsfaktorer og signalveje, såsom IDA-HAE/HSL2-modulet, i reguleringen af ​​abscission. Men forskningen i træagtige frugtafgrøder halter, med mange regulatoriske gener og mekanismer stadig uidentificerede eller dårligt forståede. Endvidere påpeger gennemgangen, at ethylen og auxin spiller en central rolle i abscissionsprocessen, hvor ethylen fremmer og auxinhæmmer abscission.

Denne gennemgang fokuserer på de signaler, der fører til abscission, såsom udtømning af polær auxintransport (PAT) udløst af kulhydratmangel, som derefter aktiverer aktiverede ethylensignalveje. Denne kaskade antages at blive registreret af IDA-HAE/HSL2-vejen, hvilket fører til initieringen af ​​abscissionsprocessen.

Studiets ledende forsker, Jianguo Li, siger:"I denne gennemgang fokuserer vi på frugtabscission, især ved at diskutere arten af ​​abscission-signaler i abscissionsfrugten, hvordan disse signaler genereres og transmitteres, og hvordan abscissionszonecellerne opfatter og reagerer til disse signaler i træagtige frugtafgrøder."

Denne gennemgang identificerer væsentlige huller i forståelsen af ​​de specifikke vævsroller i hormonsyntese og interaktionerne mellem ethylen og auxin i regulering af frugtabscission, hvilket foreslår kritiske områder for fremtidig forskning i fysiologi og molekylærbiologi af frugtabscission i træagtige afgrøder.

Flere oplysninger: Minglei Zhao et al., Abscission-signaler genereret i abscisionsorganet og opfattet af abscissionszonen i træagtige frugtafgrøder, Fruit Research (2024). DOI:10.48130/frures-0024-0007

Leveret af Chinese Academy of Sciences