Entdeckungen über Hormone in Pflanzen könnten die Produktivität steigern

In einem im American Academic Journal veröffentlichten Artikel Nationale Akademie der WissenschaftenForscher vom Luiz de Queiroz College of Agriculture an der Universität von São Paulo (Islaq-USP) Es wurde erstmals beschrieben, wie Strigolacton, ein kürzlich entdecktes Pflanzenhormon (Phytohormon), die Blüten- und Fruchtproduktion von Tomatenpflanzen steuert (Solanum-Tomate). Diese Entdeckung kann die Fruchtzeit der Pflanzen steuern und die Ernteproduktivität steigern.

Von Carotinoiden abgeleitete Strigolactone wurden 2008 identifiziert. Ihre Bedeutung für die Entwicklung von Tomaten, Stressreaktionen und die Interaktion mit Mikroorganismen in der Rhizosphäre ist bereits bekannt, ihre Rolle in der Fortpflanzungsphase ist jedoch noch unbekannt.

In der neuen, von der São Paulo Research Support Foundation (Fapesp) finanzierten Studie haben Wissenschaftler von Esalq-USP diese Funktion mithilfe von Techniken wie Sequenzierung und Verarbeitung von mRNA-Daten, Quantifizierung genetischer Transkripte durch qRT-PCR und Massenspektrometrie verifiziert und erklärt . Und statistische und funktionale Analysen.

Es wurden zwei unterschiedliche Pflanzengruppen analysiert: eine enthielt Arten, die gentechnisch verändert wurden, um eine beeinträchtigte Strigolactonproduktion zu verursachen; Ein anderes enthält Gemüse, das eine synthetische Version des Pflanzenhormons enthält. Die Ergebnisse zeigten jeweils eine längere Blütezeit in der ersten Gruppe und eine leichtere Blüte mit einer größeren Anzahl von Früchten in der zweiten Gruppe.

Die Forscher ermittelten auch die Details des Mechanismus. „Wir haben gezeigt, dass Strigolacton die Tomatenblüte kontrolliert und den microRNA319-Signalweg und den Gibberellinspiegel reguliert“, erklärte Fabio Tibaldi Silveira Nogueira, Forscher bei Esalq-USP und Studienkoordinator.

„Wenn die Menge an Strigolacton erhöht wird, neigt die Pflanze dazu, den Gibberellinspiegel zu senken und die Menge dieser microRNA zu erhöhen.“

Die Ergebnisse könnten direkte Auswirkungen auf das Tomatenmanagement und den Ertrag haben: „Wir haben gezeigt, dass Pflanzen in Gegenwart von Strigolacton leichter blühen und die Anzahl der Blüten und Früchte deutlich zunimmt“, sagt Nogueira. „Jetzt können wir ein neues Pflanzenhormon verwenden, um die Blütezeit zu steuern.“

Zu den nächsten Schritten gehört die Untersuchung, ob auch andere microRNA-Wege und verschiedene Hormone die Entwicklung und Zunahme der Fruchtmenge und -größe beeinflussen. Darüber hinaus soll die Wirkung von Strigolacton an anderen landwirtschaftlich wichtigen Pflanzen wie Sojabohnen und Mais getestet werden.

Die Studie wurde in Zusammenarbeit mit der Universität Turin (Italien) durchgeführt, von der Forscherin Francesca Cardinale koordiniert und umfasste die Zusammenarbeit von Forschern des StrigoLab (Italien), des Labors für Wachstumsregulatoren der Universität Palatzki und des Instituts für experimentelle Botanik der Palatzki-Universität. Tschechische Akademie der Wissenschaften (Tschechische Republik). Die Gruppe erhielt Fördermittel aus Forschungs- und Innovationsprogrammen der Europäischen Union.