Istraživački tim je istražio 71 dodatak i sortu citrusa koristeći preko 56.000 pojedinačnih nukleotidnih polimorfizama (SNP) i 37 parametara refleksije listova da bi proučavao osobine vezane za fotosintezu. Identifikovali su četiri različita klastera međusobno povezanih osobina i pronašli 125 genomskih lokusa i 189 gena povezanih sa ovim osobinama. Ovo istraživanje pruža vredan uvid u genetske i fiziološke mehanizme fotosinteze, što potencijalno dovodi do poboljšanog uzgoja i upravljanja voćnjacima za poboljšanu proizvodnju voća i zdravlje drveća.
Dobivanje fotosintetičkog ugljenika je ključno za performanse biljaka iu prirodnim i poljoprivrednim sistemima. Identifikovanje gena koji posreduju u fotosintezi je od vitalnog značaja za razumevanje regulacije ugljenika u listovima i njegove alokacije na cveće i plodove, utičući na ukupnu fiziologiju biljaka i proizvodnju plodova.
Sadašnja istraživanja naglašavaju važnost sadržaja hlorofila i fluorescencije u merenju fotosintetskih performansi. Međutim, razumevanje međusobno povezanih genetskih uticaja i fiziologije biljaka u fotosintezi ostaje izazov.
Studija objavljena u Fruit Research 23. maja 2024. ima za cilj da poveže fotosintetičke osobine sa genetskim podacima u citrusima kako bi se identifikovali srodni lokusi i geni, čime se povećava prinos i efikasnost.
U ovoj studiji, sprovedena je analiza parne korelacije na 37 osobina povezanih sa fotosintezom, otkrivajući četiri različita klastera međusobno povezanih osobina. Klaster 1 uključuje osobine kao što su fotohemijska efikasnost (FvP/FmP), debljina lista, apsorpcija na različitim talasnim dužinama i SPAD očitavanja. Klaster 2 uključuje vrednosti elektrohromnog pomeranja i kvantni prinos Fotosistema II (Phi2). Grupa 3 obuhvata osobine povezane sa crvenom, plavom i zelenom svetlošću koju hvata PAR senzor i nefotosintetičko gašenje (NPKt). Klaster 4 sadrži SPAD očitavanja na kraćim talasnim dužinama i minimalnoj fluorescenciji.
Analiza je pokazala korelacije kao što je negativna korelacija između SPAD 850 i Phi2, kL i kP i značajna pozitivna korelacija između NPKt i PhiNPK. Analiza glavnih komponenti (PCA) na podacima o osobinama genoma i fotosinteze iz 71 akcesora citrusa izdvojila je četiri grupe sa izvesnim preklapanjem.
Studija asocijacije koja obuhvata čitav genom identifikovala je 125 genomskih lokusa povezanih sa 11 osobina povezanih sa fotosintezom, otkrivajući pozitivne ili negativne korelacije između klastera osobina. Biološka anotacija značajnih SNP-a identifikovala je 189 gena, od kojih su neki povezani sa procesima kao što su glikoliza i mitohondrijalne funkcije.
Prema rečima glavnog istraživača studije, Ženju Jia, „Ovo zamršeno tkanje genomskih informacija i korelacija osobina poziva na dalje istraživanje kako bi se dešifrovala složena zagonetka regulacije i funkcionalnosti fotosinteze, otkrivajući zamršenu interakciju genetike u oblikovanju ovih suštinskih osobina.“
Ukratko, ova studija je analizirala osobine povezane sa fotosintezom u 71 akcesiji i sorti citrusa koristeći preko 56.000 SNP-ova i 37 parametara refleksije listova. Nalazi poboljšavaju naše razumevanje genetskih i fizioloških faktora u fotosintezi, olakšavajući napredak otpornijih i produktivnijih sorti voćaka kroz ciljane strategije oplemenjivanja i poboljšano upravljanje voćnjacima.
