Jordgubbar är en global fruktskörd som uppskattas för sin smak och näringsvärde. Men det har varit en utmaning att uppnå en balans mellan hög sockerhalt, vilket ökar sötman, och hög avkastning.
Att förstå den genetiska grunden för sockerackumulering är avgörande för avelsprogram som syftar till att möta den ökande efterfrågan på jordgubbar med överlägsen smak och kvalitet. Baserat på dessa utmaningar var en djupgående studie av den genetiska kontrollen av innehållet av lösliga fasta ämnen (SSC) i jordgubbar nödvändig.
Forskare från University of Florida har gjort betydande framsteg inom jordgubbsgenetik. Deras studie, publicerad den 21 december 2023, i tidskriften Horticulture Research , avslöjar två stabila kvantitativa egenskaper loki (QTL) associerade med SSC och fruktutbyte. Resultaten förväntas optimera jordgubbsförädlingen för både smak och produktivitet.
I en noggrann analys utnyttjade forskargruppen kraften i storskaliga genomomfattande associationsstudier (GWAS) för att lokalisera specifika genetiska loci på kromosomerna 3B och 6A som signifikant påverkar SSC i jordgubbar, en primär bestämningsfaktor för fruktsötma.
Studiens mest spännande uppenbarelse var identifieringen av en genetisk kompromiss, där fördelaktiga alleler för sötma minskade fruktutbytet. Men genom noggrann undersökning upptäckte teamet optimala kombinationer av dessa alleler som minskar den negativa effekten på avkastningen.
Forskningen grävde djupare genom att karakterisera metaboliter i stärkelse- och sackarosmetabolismvägarna över olika fruktvävnader, vilket belyser den genetiska variansen som ligger bakom sackarosackumulering under mognad.
Integrationen av GWAS med expression quantitative trait locus (eQTL)-kartläggning belyste två kandidatgener, stärkelsesyntas 4 och en sockertransportör, potentiellt nyckeln till att förstå och manipulera sockerhalten i jordgubbar.
Denna genetiska insikt påskyndar inte bara förädlingsarbetet för överlägsna jordgubbssorter utan berikar också vår förståelse för det komplexa samspelet mellan sötma och produktivitet på genomisk nivå.
"Jordgubbar är ett perfekt exempel på hur genomik kan utnyttjas för att hantera komplexa jordbruksutmaningar", säger Dr. Vance M. Whitaker, motsvarande författare till studien. "Våra resultat belyser inte bara den genetiska arkitekturen hos fruktsötma utan ger också en färdplan för att odla jordgubbar som är både söta och högavkastande."
Denna forskning främjar inte bara vår förståelse av jordgubbsgenetik utan utrustar också uppfödare med verktygen för att förbättra fruktkvaliteten. De optimala allelkombinationer som identifierats erbjuder en plan för att utveckla nya jordgubbssorter som kan möta marknadens krav på smak och produktivitet.
Dessutom har dessa genetiska insikter bredare konsekvenser för jordbruksmetoder, vilket kan leda till mer hållbar fruktproduktion med förbättrade smakprofiler.
Mer information: Zhen Fan et al, Strawberry soluble solids QTL with inverse effects on yield, Horticulture Research (2023). DOI:10.1093/hr/uhad271
Journalinformation: Trgårdsbruksforskning
Tillhandahålls av TranSpread
