Entwirrung der genetischen Zusammenhänge mit der Bananenerweichung

Eine aktuelle Studie identifizierte ein neues bHLH-Gen, MabHLH28, als Schlüsselregulator der Bananenreifung. Dieses Gen beeinflusst den Erweichungsprozess erheblich, indem es die Expression von Erweichungsgenen hochreguliert, entweder unabhängig oder synergistisch mit MaWRKY49/111. Die Erkenntnisse könnten das Obstmanagement nach der Ernte revolutionieren, potenziell den Verderb reduzieren und die Lebensdauer der Früchte verlängern.

Die Fruchtreife ist eine kritische Phase, die über Qualität, Haltbarkeit und Marktwert entscheidet. Eine übermäßige Enthärtung führt zu Lagerungs- und Transportproblemen und führt zu wirtschaftlichen Verlusten. Die Mechanismen hinter der Fruchterweichung umfassen die koordinierte Regulierung von Zellwandmodifikations- und Stärkeabbaugenen. Aufgrund dieser Herausforderungen ist es notwendig, genetische Regulatoren wie MabHLH28 für eine bessere Handhabung von Früchten nach der Ernte zu erforschen.

Forscher des State Key Laboratory for Conservation and Utilization of Subtropical Agrobioresources der South China Agricultural University veröffentlichten ihre Ergebnisse am 23. Februar 2024 in Gartenbauforschung. Sie fanden heraus, dass sich der bHLH-Transkriptionsfaktor MabHLH28 während der Bananenreifung maßgeblich selbst reguliert und die Expression von Genen, die mit der Fruchterweichung verbunden sind, direkt beeinflusst.

Die Studie identifizierte MabHLH28 anhand transkriptomischer Daten im Zusammenhang mit der Bananenreifung und zeigte seine signifikante Hochregulierung während dieses Prozesses auf. MabHLH28 bindet an die Promotoren von Erweichungsgenen wie MaPG3, MaPE1, MaPL5, MaPL8, MaEXP1, MaEXP2, MaEXPA2, MaEXPA15, MaGWD1 und MaLSF2 und verstärkt so deren Expression. Electrophoretic Mobility Shift Assays (EMSA) und Dual-Luciferase-Reporter-Assays (DLR) validierten diese Verknüpfungen.

Funktionelle Experimente zeigten, dass eine vorübergehende Überexpression von MabHLH28 in Bananen und Tomaten die Reifung durch Hochregulierung dieser Gene beschleunigte, während die Stummschaltung von MabHLH28 den Prozess verzögerte. Darüber hinaus interagiert MabHLH28 mit den Transkriptionsfaktoren MaWRKY49 und MaWRKY111, um Proteinkomplexe zu bilden, die synergistisch die Transkription von Erweichungsgenen verbessern.

Diese Ergebnisse legen nahe, dass MabHLH28 ein entscheidender Regulator bei der Bananenreifung ist und sowohl unabhängig als auch kooperativ mit anderen Transkriptionsfaktoren wirkt.

Dr. Xinguo Su, einer der Korrespondenzautoren, kommentierte: „Diese Entdeckung der Rolle von MabHLH28 bei der Bananenreifung stellt einen bedeutenden Fortschritt dar.“ Durch das Verständnis dieser genetischen Wege können wir neue Strategien zur Verbesserung der Fruchtqualität und zur Verlängerung ihrer Haltbarkeit entwickeln, was sowohl Produzenten als auch Verbrauchern zugute kommt. »

Die Ergebnisse dieser Studie haben praktische Auswirkungen auf die Obstindustrie. Durch Manipulation der Expression von MabHLH28 könnte es möglich sein, den Reifungsprozess zu steuern und so die Qualität nach der Ernte zu verbessern und die Haltbarkeit von Bananen zu verlängern. Dieser genetische Ansatz bietet eine nachhaltige Lösung, um Nachernteverluste zu reduzieren und eine bessere Fruchtqualität während Transport und Lagerung sicherzustellen.