Ett forskarlag har upptäckt en potentiell roll för eten i mognaden av jordgubbsfrukter, särskilt den sanna frukten - achenes - inbäddade i den köttiga behållaren. Detta fynd utmanar den traditionella uppfattningen att jordgubbar har ett minimalt beroende av eten för fruktutveckling.
Studien belyser behovet av avancerade verktyg som etylendetektionssensorer och genetiskt modifierade mutanter för att ytterligare undersöka etylens roller. Dessa insikter kan leda till förbättrad fruktkvalitet och mognadstekniker, vilket ger betydande konsekvenser för jordbruksmetoder och livsmedelsproduktion.
Jordgubbar är omhuldade för sitt förtjusande utseende, smak och näringsinnehåll, vilket gör dem till en idealisk modell för att studera fruktutveckling och mognad. Aktuell forskning har utförligt undersökt rollen av växthormoner som auxin och gibberellinsyra i tidig utveckling, medan abscisinsyra spelar en avgörande roll under mognadsstadierna. Rollen för eten, ett nyckelhormon i mognad, är dock fortfarande tvetydig i jordgubbar.
Traditionellt anses jordgubbe vara en icke-klimakterisk frukt och är mindre beroende av eten under fruktutvecklingen. Denna klassificering förbiser den varierade etenproduktionen över vävnadsheterogeniteten hos en skördfrukt. Med tanke på den komplexa strukturen hos skördade jordgubbar, som inkluderar blomkålen, behållaren och värkarna, är ytterligare forskning nödvändig för att klargöra den specifika funktionen av eten i mognadsprocessen för dessa heterogena vävnader.
Studien publicerad i Fruit Research den 2 april 2024, fastställer etenproduktionen i olika stadier och heterogena vävnader, för att utforska effekten av eten på jordgubbsfruktutvecklingen.
Forskare upptäckte att etenproduktionen ökade under de stora gröna (BG), svängnings- (T) och halvröda (HR) stadierna när blomfoten togs bort, vilket tyder på en möjlig sårinducerad produktion av eten. Denna produktion är kopplad till uppregleringen av ACC-syntasgener (ACS) i behållaren, vilket belyser hur fysisk skada kan öka etylenproduktionen.
Dessutom, i fem stadier där blomkålen var intakt, producerade blomkålen i sig betydligt mer eten än frukten, särskilt i det lilla gröna (SG) stadiet, vilket tyder på att blomkålen bidrar med en betydande mängd eten under frukttillväxt och mognad.
För att undersöka nivåerna av etenproduktion i behållaren och achenes, genomförde forskarna ett experiment där avlägsnandet av achenes ledde till en betydande ökning av etenproduktionen, nästan fyra gånger så mycket som behållaren ensam. Dessutom ökade matningen av den biosyntetiska etenprekursorn ACC till värkarna och kärlen avsevärt etylennivåerna, särskilt i kärlen, vilket tyder på att dessa vävnader kan ha en hög ACO-aktivitet vid baslinjen.
Detta oväntade resultat indikerar ett komplext samspel mellan ACC-transport och etenproduktion i frukten, vilket pekar på möjligheten av lokaliserad ACO-aktivitet vid achene-kärlövergången, potentiellt underlättad av vaskulär transport.
Studiens seniorforskare, Dongdong Li, säger:"Denna invecklade process kommer sannolikt att utöva krusningseffekter på den efterföljande tillväxten och mognaden av behållaren."
Sammantaget påpekar den här perspektivartikeln att den invecklade mekanismen understryker etenets nyanserade roll i utvecklingen av jordgubbsfrukter, vilket kräver ytterligare undersökning för att klargöra dess fulla effekt, särskilt hur eten och andra hormonella signaler interagerar i jordgubbens heterogena vävnader.
Mer information: Huixin Chen et al, Spark to blaze:the roll of ethylen in achenes and the ripple influences on strawberry fruit growth and mognad, Fruit Research (2024). DOI:10.48130/frures-0024-0008
Tillhandahålls av Chinese Academy of Sciences
