Modulierung der Auxinantwort stabilisiert den Fruchtansatz von Tomaten.
Die erfolgreiche Befruchtung von Tomatenpflanzen ist stark vom Wetter abhängig. Bei kühlen Temperaturen ist die Bestäubung der Blüten ineffizient und Ertragseinbußen sind die Folge. Das Phytohormon Auxin wirkt generell förderlich auf die Befruchtung und Fruchtbildung. Lokale Auxin-Applikationen unter kühlen, ineffizienten Bestäubungsbedingungen werden daher im Tomatenanbau genutzt, um die Fruchtbildung zu steigern. IPB-Wissenschaftlerinnen haben in Zusammenarbeit mit Partnern aus Israel und Amerika getestet, wie sich verschiedene Auxin-Response-Faktoren (ARFs) auf Entwicklung und Wachstum von Tomatenfrüchten auswirken.
Auxin-Response-Faktoren der Klasse A (Class A ARFS) aktivieren als Transkriptionsfaktoren in Gegenwart von Auxin die Expression von auxin-induzierten Genen, während sie in Abwesenheit des Phytohormons an Repressoren binden und das Ablesen dieser Gene verhindern. Bei Tomatenpflanzen kennt man bisher sieben verschiedene Class A ARFs, die teilweise überlappend wirken und das Wachstum in verschiedenen Geweben regulieren. Negative Rückkopplungsschleifen und das Eintreffen von anderen Signalen führen zu verschiedenen Gendosierungen der ARFs und damit zu unterschiedlichen und komplexen Reaktionen auf verschiedene physiologische Herausforderungen.
In ihrer Studie wollten die Wissenschaftler herausfinden, ob eine Reduzierung der ARF-Aktivität die Ertragsstabilität der Tomaten bei schwankenden Temperaturen verbessert. Dafür hemmten sie verschiedene ARF-Gene in ihrer Aktivität und analysierten die Erträge der mutierten Pflanzen unter verschiedenen warmen und kalten Anzuchtbedingungen. In der Tat brachten Pflanzen mit reduzierten Mengen an ARF8A- und ARF8B-Transkriptionsfaktoren, sowohl in warmer als auch in kalter Umgebung, erheblich höhere Erträge als die entsprechenden Wildtyppflanzen. Die Ursachen für den guten Ertrag der Mutanten lagen in einem frühen Beginn des Fruchtansatzes, mehr fruchttragenden Zweigen und generell mehr Blüten. ARF8-reduzierte Pflanzen und auch einige weitere der erzeugten Mutantenkombinationen bildeten zudem samenlose parthenokarpe Früchte.
ARF8-Mutationen könnten künftig in der Züchtung zur Erhöhung der Ertragsstabilität bei Tomaten und anderen Nutzpflanzen eingesetzt werden, so das Fazit der Wissenschaftler.
