Der genetische Schlüssel zur Perfektion der Gurke: Ein neuer Akteur in der Blüten- und Fruchtentwicklung
Wissenschaftler haben die Rolle der heterotrimeren G-Protein-α-Untereinheiten bei der Entwicklung der Gurke aufgeklärt, was einen Durchbruch in unserem Verständnis der Organbildung bei Pflanzen darstellt. Dieser Einblick in die CLAVATA (CLV)-Signalkaskade könnte zu innovativen Ansätzen im Pflanzenanbau führen, die sowohl den Nährwert als auch die landwirtschaftliche Produktion verbessern könnten.
Ein Modell für die Regulierung der Anzahl der Blütenorgane und der Fruchtlänge durch CsGPA1 im CLV-Signalweg. Das CsCLV3-Peptid wird von der Rezeptor-Kinase CsCLV1 empfangen. Das Protein der Gα-Untereinheit CsGPA1 interagiert mit CsCLV1 und hemmt die Anzahl der Blütenorgane, fördert aber die Verlängerung der Früchte, indem es die CsWUS-Expression unterdrückt und die CsCRC-Transkription in der Gurke aktiviert.
Horticulture Research
Der CLAVATA (CLV)-Signalweg ist entscheidend für die Steuerung der Blüten- und Fruchtentwicklung, indem er die Größe des Sprossapikalmeristems (SAM) reguliert. Trotz seiner Bedeutung sind die nachgeschalteten Signalkomponenten in Nutzpflanzen noch weitgehend unbekannt. Das Verständnis dieser Signalwege ist für die Weiterentwicklung von Pflanzenzüchtungstechniken zur Steigerung von Ertrag und Qualität unerlässlich. Aufgrund dieser ungelösten Fragen besteht ein dringender Bedarf, die genetischen Interaktionen innerhalb des CLV-Signalwegs zu untersuchen, um neue Regulierungsmechanismen aufzudecken und die landwirtschaftlichen Praktiken zu verbessern.
Ein Team der China Agricultural University, Peking, veröffentlichte seine Ergebnisse (DOI: 10.1093/hr/uhae110) am 16. April 2024 in Horticulture Research. Sie untersuchten, wie die Gα-Untereinheit CsGPA1 mit dem CLV-Signalweg interagiert, um die Anzahl der Blütenorgane und die Fruchtform bei Gurken zu regulieren. Die Studie unterstreicht die Rolle von CsGPA1 bei der Modulation der Expression wichtiger regulatorischer Gene.
In der Studie wurde CRISPR/Cas9-Gene Editing eingesetzt, um Gurkenmutanten für CsCLV3, CsCLV1 und CsGPA1 zu erzeugen. Die Unterbrechung von CsCLV3 und CsCLV1 führte zu Blüten mit zusätzlichen Organen und kürzeren, breiteren Früchten. Die Forschung ergab, dass CsGPA1 mit CsCLV1 interagiert und seine Unterbrechung zu ähnlichen Phänotypen führte, was seine Rolle im CLV-Signalweg unterstreicht. Detaillierte Analysen zeigten, dass CsGPA1 die Expression von WUSCHEL (WUS) und CRABS CLAW (CRC) beeinflusst, die für die SAM-Größe und die Verlängerung der Früchte entscheidend sind. Insbesondere unterdrückt CsGPA1 die CsWUS-Expression und aktiviert die CsCRC-Transkription, wodurch die Anzahl der Blütenorgane kontrolliert und die Fruchtstreckung gefördert wird. Diese Ergebnisse identifizieren CsGPA1 als eine neue Komponente im CLV-Signalweg, die Einblicke in die genetische Regulierung der Blüten- und Fruchtentwicklung bei Gurken gewährt und potenzielle Ziele für Verbesserungen in der Pflanzenzüchtung bietet.
Dr. Xiaolan Zhang, die leitende Forscherin, erklärte: "Unsere Entdeckung der Interaktion von CsGPA1 mit dem CLV-Signalweg liefert ein neues Verständnis dafür, wie Blüten- und Fruchteigenschaften bei Gurken reguliert werden. Dies könnte sich erheblich auf künftige Züchtungsprogramme auswirken, da es eine präzisere Manipulation von Fruchtform und -größe ermöglicht."
Die Identifizierung von CsGPA1 als Schlüsselregulator im CLV-Signalweg eröffnet neue Wege für die genetische Manipulation in der Pflanzenzucht. Durch die gezielte Beeinflussung dieses Gens können Züchter möglicherweise Gurkensorten mit gewünschten Blüten- und Fruchteigenschaften entwickeln, die sowohl den Ertrag als auch die Qualität verbessern. Diese Forschung verbessert nicht nur unser Verständnis der Pflanzenentwicklung, sondern bietet auch praktische Anwendungen für den landwirtschaftlichen Fortschritt.
Hinweis: Dieser Artikel wurde mit einem Computersystem ohne menschlichen Eingriff übersetzt. LUMITOS bietet diese automatischen Übersetzungen an, um eine größere Bandbreite an aktuellen Nachrichten zu präsentieren. Da dieser Artikel mit automatischer Übersetzung übersetzt wurde, ist es möglich, dass er Fehler im Vokabular, in der Syntax oder in der Grammatik enthält. Den ursprünglichen Artikel in Englisch finden Sie hier.
Originalveröffentlichung
Lijie Han, Yafei Huang, Chuang Li, Di Tian, Daixi She, Min Li, Zhongyi Wang, Jiacai Chen, Liu Liu, Shaoyun Wang, Weiyuan Song, Liming Wang, Chaoheng Gu, Tao Wu, Jianyu Zhao, Zhaoyang Zhou, Xiaolan Zhang; "Heterotrimeric Gα-subunit regulates flower and fruit development in CLAVATA signaling pathway in cucumber"; Horticulture Research, Volume 11, 2024-4-16
Weitere News aus dem Ressort Wissenschaft
Meistgelesene News
Weitere News von unseren anderen Portalen
Zuletzt betrachtete Inhalte
Südzucker-Tochtergesellschaft Freiberger erwirbt den US-amerikanischen Pizzaproduzenten Richelieu Foods
Italienische Forscher entdecken neues Rezept zur Verlängerung der Haltbarkeit frischer Nudeln um 30 Tage - Änderungen an der Produktverpackung und der Zusatz von bioprotektiven und antimikrobiellen Bakterien, so genannten Probiotika, verlängern die Haltbarkeit des beliebten Grundnahrungsmittels um 30 Tage
Sektkellerei Schloss Wachenheim Aktiengesellschaft: Erhöhung der Dividende auf EUR 0,34 pro Aktie geplant
Bauen Sie mit dem Developer Network von Kollmorgen schneller Maschinen, die sich von der Konkurrenz abheben - Mit der Online-Wissensdatenbank KDN können Erstausrüster Zeit bei Fehlerbehebungen sparen und mehr Zeit in die Entwicklung hochleistungsfähiger Maschinen investieren
Bayerische Staatsbrauerei Weihenstephan trauert um die prägende Gestalt der Brau- und Getränketechnologie - Prof. Ludwig Narziß verstorben
3 von 4 Verbrauchern bewerten Werbeaussage „Milch von Freilaufkühen“ auf Grünländer Käse als irreführend - foodwatch: Kontrollbehörde muss Täuschung beenden
Budweiser Brewing Group, En+, Canpack und Elval präsentieren neue Bierdose mit dem geringsten CO2-Fußabdruck
Wild Geese Irish Whiskey gewinnt weichenstellendes Gerichtsverfahren bezüglich Markenzeichen in Australien
Erste globale Standards für eine verantwortungsvolle Vermarktung von Alkohol durch Social Media Influencer
Gesundheitliche Bewertung von ersten Analysenergebnissen zu Fipronilgehalten in Lebensmitteln in Deutschland
Eine Mischung aus Kakao und Johannisbrot könnte vor Herzproblemen im Zusammenhang mit Typ-2-Diabetes schützen - Studie an Ratten zeigt, dass Kakao-Carob-Mischung gegen diabetische Kardiomyopathie wirksam sein kann
