Vědci identifikovali klíčový gen, CsKNOX6, který přímo reguluje velikost pupenů v čajovníku (Camellia sinensis ), čímž otevírá dveře efektivnějším šlechtitelským programům ke zlepšení výnosu a kvality. Tento objev, publikovaný v časopise Horticulture Research, poskytuje genetický cíl pro jemné doladění čajových odrůd tak, aby vyhovovaly různým výrobním cílům, od vysoce kvalitního ručně sbíraného čaje po vysoce výnosnou mechanizovanou sklizeň.
Význam velikosti pupenů při výrobě čaje
Čaj je jedním z nejvíce konzumovaných nápojů na světě, pěstuje se ve více než 60 zemích. Velikost čajových pupenů, obvykle sklízených jako „jeden pupen a dva listy“, přímo ovlivňuje jak množství, tak kvalitu čerstvých listů. Různé odrůdy čaje vyžadují specifické velikosti pupenů a listů pro optimální zpracování. Omezené porozumění molekulárním mechanismům, které řídí velikost ledvin, po mnoho let brzdilo úsilí o genetické zlepšení.
Identifikace CsKNOX6 jako klíčového regulátoru
Tým vedený Dr. Zedan Chenem z Tea Research Institute Čínské akademie zemědělských věd analyzoval genetickou rozmanitost 280 vzorků čaje, kvantifikoval délku, šířku a plochu pupenů. Jejich studie odhalila silnou genetickou kontrolu velikosti ledvin, s rysy vykazujícími normální distribuci a vysokou dědičnost. Srovnávací transkriptomická analýza čajových rostlin s extrémní velikostí pupenů identifikovala čtyři geny KNOX s výrazně vyšší expresí v kultivarech s menšími pupeny. Mapování genomové asociace pak určilo CsKNOX6 jako nejpravděpodobnější klíčový regulátor.
Funkční potvrzení v Arabidopsis
Aby potvrdili roli CsKNOX6, vědci nadměrně exprimovali gen v Arabidopsis thaliana, modelové rostlině. Transgenní Arabidopsis vykazovala snížený růst výhonků a významně sníženou velikost listů – plocha listů byla snížena pouze na 13 % úrovní divokého typu. Tento funkční důkaz podporuje závěr, že CsKNOX6 působí jako negativní regulátor velikosti pupenů a listů.
Důsledky pro chov a budoucí výzkum
Objev CsKNOX6 poskytuje přímý genetický cíl pro selektivní šlechtění. Ačkoli funkční testování u Arabidopsis poskytuje silné důkazy, bude nutné budoucí ověření na čajových rostlinách pomocí genových úprav nebo transgenních přístupů. Tento objev pokládá základy precizních šlechtitelských strategií zaměřených na zlepšení výnosu, uniformity a vhodnosti čajových odrůd. Gen lze integrovat do programů molekulárního šlechtění pomocí selekce markerů SNP nebo přístupů k úpravě genu za účelem doladění růstu a vývoje.
„Velikost poupat je kritickou vlastností jak pro agronomickou produktivitu, tak pro tržní kvalitu čaje,“ uzavřeli vědci.
Tento průlom otevírá nové příležitosti k vývoji čajových odrůd s optimalizovanou velikostí pupenů pro různé účely produkce, od vysoce kvalitního ručně sbíraného čaje až po vysoce výnosnou mechanizovanou sklizeň.
Odkaz: Zhang, S., et al. (2025). Integrace digitálního fenotypování, GWAS a transkriptomické analýzy odhalila klíčový gen pro velikost pupenů v čajovníku (Camellia sinensis ). Zahradnický výzkum, 12 (6), uhaf051. doi: 10.1093/hod/uhaf051
