Den genetiska tapeten som styr blomutvecklingen i växter är intrikat, med MADS-box-transkriptionsfaktorer identifierade som de primära arkitekterna för blommorfologi. Även om modellarter har studerats omfattande, är de genetiska nyanserna i grödor som tomater fortfarande i stort sett okända.
Att åtgärda dessa kunskapsluckor är avgörande för att reda ut komplexiteten i blomutveckling och manlig sterilitet hos tomater.
Forskare vid Universidad de Almería har uppnått en anmärkningsvärd milstolpe inom botanisk forskning med sin undersökning av tomatblommors utveckling, vilket beskrivs i en studie publicerad i Horticulture Research den 16 januari 2024.
Forskningen nollställer genen TOMATO MADS-BOX 6 (TM6) och dess inflytelserika roll i att forma tomaternas blommiga landskap.
Forskargruppen karakteriserade en tomatmutant, kallad saftiga ståndare 2 (sus2), som presenterade uttalade avvikelser i blomutvecklingen. Mutanterna uppvisade minskad kronbladsstorlek och ståndare som förvandlades till karpelliknande strukturer, vilket kulminerade i manlig sterilitet på grund av brist på livskraftig pollen.
Noggrann genetisk granskning pekade på en enda nukleotiddeletion i TM6-genen som den genetiska lesionen. Denna gen, en medlem av B-klass MADS-box-genfamiljen, är en integrerad del i definitionen av blommors organidentitet.
Mutationen i TM6 stör inte bara identiteten hos kronblad och ståndare utan också transkriptionsharmonin hos andra MADS-box-gener som är avgörande för reproduktiv utveckling.
Studiens transkriptomiska dissektion underströk en betydande nedreglering av pollenutvecklingsgener och en uppreglering av karpelspecifika gener, vilket underströk TM6:s kritiska funktion för att bevara den känsliga balansen av genuttryck som är avgörande för korrekt blomutveckling.
Dr. Juan Capel, chefsutredare vid Universidad de Almería, anmärkte:"Vår förtydligande av TM6:s roll i blomutvecklingen av tomater är ett betydande steg framåt i växternas reproduktionsbiologi.
"Möjligheten att modulera denna gen banar väg för generering av sterila manliga linjer, ett nyckelelement i produktion av hybridfrö. Denna studie stärker inte bara vår grundläggande förståelse av växter utan har också praktiska konsekvenser för jordbruksstrategier."
TM6-genens roll i utvecklingen av tomatblommor är ett genombrott med breda konsekvenser för växtvetenskap och jordbruk. Dess manipulation kan leda till utvecklingen av sterila manliga tomatsorter, fördelaktiga för produktion av hybridfrö.
Detta framsteg kan förbättra skördarna, motståndet och kvaliteten, med potential att förbättra avelsprogram och bidra till global livsmedelssäkerhet.
Mer information: Rocío Fonseca et al, Insikter i den funktionella rollen av tomat TM6 som en transkriptionell regulator av blomutveckling, Trädgårdskulturforskning (2024). DOI:10.1093/hr/uhae019
Journalinformation: Trgårdsbruksforskning
Tillhandahålls av TranSpread
