Kutikulära vaxer skyddar frukt genom att minska vattenförlusten och påverka färgen. De är en blandning av mycket långkedjiga alifatiska och cykliska föreningar, som varierar mellan fruktarter. I blåbär är triterpenoider och β-diketoner vanligast.

Deras biosyntes och genetiska reglering är dock inte väl förstått. Därför behövdes en omfattande studie för att utforska transkriptionsregleringen av biosyntesen av kutikulärt vax och dess inverkan på fruktkvaliteten.

Forskare från University of British Columbia, Kanadas Michael Smith Genome Sciences Center och British Columbia Blueberry Council har genomfört en studie om biosyntes av nagelvax i nordliga blåbär.

Studien publicerades den 9 januari 2024 i tidskriften Horticulture Research . Den undersöker hur transkriptionell reglering av kutikulär vaxavsättning påverkar fruktvattenförlust och ytfärg under mognad och lagring efter skörd.

Genom att analysera transkriptomförändringar och metabolitprofiler syftar studien till att identifiera nyckelgener som är involverade i vaxbiosyntes och ge insikter om att förbättra kvaliteten på blåbärsfrukter genom vaxhantering.

Studien visade att innehållet av nagelvax i blåbär förändras avsevärt under mognad och lagring efter skörd. Inledningsvis minskar den totala vaxhalten när frukten mognar, vilket främst beror på fruktexpansion. Under lagring sker dock en märkbar ökning av vaxhalten, vilket indikerar de novo biosyntes.

Forskningen identifierade 54 olika vaxföreningar, med triterpenoider som den vanligaste, följt av β-diketoner. Transkriptomanalys lyfte fram ett nätverk av gener involverade i biosyntesen av kutikulär vax. Noterbart identifierades fem OSC-liknande gener, som kodar för enzymer som är ansvariga för triterpenoidproduktion.

Uttrycket av dessa gener, tillsammans med tre CYP716A-liknande gener, korrelerade med ackumuleringen av viktiga vaxföreningar som oleanolsyra och ursolsyra. Exogen applicering av abscisinsyra (ABA) visade sig inducera uttrycket av triterpenoidbiosyntetiska gener, vilket leder till ökat vaxinnehåll och förändrad vaxsammansättning. Detta resulterade i minskad fruktvattenförlust och förbättrad ytfärg, särskilt ökad ljushet.

Studien ger en omfattande förståelse av de molekylära mekanismerna bakom biosyntesen av kutikulär vax i blåbär. Den belyser potentialen i att manipulera vaxbiosyntesvägar för att förbättra fruktkvalitetsegenskaper, såsom minskad vattenförlust och förbättrad visuell tilltalande, under lagring efter skörd.

Dr Simone Castellarin, motsvarande författare, sa:"Våra resultat kastar ljus över de komplexa regulatoriska nätverken som kontrollerar biosyntesen av nagelvax i blåbär. Genom att förstå dessa molekylära mekanismer kan vi utveckla strategier för att förbättra fruktkvaliteten och förlänga hållbarheten, vilket gynnar båda producenterna. och konsumenter."

Studiens insikter är avgörande för blåbärsindustrin. Manipulering av vaxbiosyntesgener kan förbättra fruktkvalitetsegenskaper som minskad vattenförlust och bättre ytfärg, vilket förlänger hållbarhet och säljbarhet. Dessa fynd kan också gynna andra frukter. Framtida forskning kan fokusera på avel eller genteknik för att optimera vaxsammansättningen, förbättra fruktens motståndskraft och kvalitet under lagring.

Mer information: Yifan Yan et al, Cuticular wax biosynthesis in blueberries (Vaccinium corymbosum L.):Transkript och metabolitförändringar under mognad och lagring påverkar nyckelegenskaper för fruktkvalitet, Trädgårdsforskning (2024). DOI:10.1093/hr/uhae004

Journalinformation: Trgårdsbruksforskning

Tillhandahålls av TranSpread