Forscher haben ein Schlüsselgen, CsKNOX6, identifiziert, das die Knospengröße in Teepflanzen (Camellia sinensis ) direkt reguliert und so die Tür zu effizienteren Züchtungsprogrammen für mehr Ertrag und Qualität öffnet. Diese in Horticulture Research veröffentlichte Entdeckung bietet ein genetisches Ziel für die Feinabstimmung von Teesorten, um verschiedene Produktionsziele zu erreichen, von handgepflückten Premium-Tees bis hin zu ertragsstarken maschinellen Ernten.
Die Bedeutung der Knospengröße bei der Teeproduktion
Tee ist eines der am häufigsten konsumierten Getränke der Welt und wird in über 60 Ländern angebaut. Die Größe der Teeknospen – die üblicherweise als „eine Knospe und zwei Blätter“ geerntet werden – wirkt sich direkt auf die Menge und Qualität der frischen Blätter aus. Verschiedene Teesorten erfordern für eine optimale Verarbeitung bestimmte Knospen- und Blattgrößen. Seit Jahren behindert das begrenzte Verständnis der molekularen Mechanismen, die die Knospengröße steuern, Bemühungen zur genetischen Verbesserung.
Identifizierung von CsKNOX6 als Schlüsselregulator
Ein Team unter der Leitung von Dr. Jiedan Chen vom Teeforschungsinstitut der Chinesischen Akademie der Agrarwissenschaften analysierte die genetische Vielfalt von 280 Teeakzessionen und quantifizierte die Länge, Breite und Fläche der Knospen. Ihre Forschung ergab eine starke genetische Kontrolle über die Knospengröße, wobei die Merkmale eine normale Verteilung und eine hohe Vererbbarkeit aufweisen. Eine vergleichende transkriptomische Analyse von Teepflanzen mit extremen Knospengrößen identifizierte vier KNOX -Gene mit deutlich höherer Expression in Sorten mit kleineren Knospen. Die genomweite Assoziationskartierung identifizierte dann CsKNOX6 als den wahrscheinlichsten Schlüsselregulator.
Funktionsvalidierung in Arabidopsis
Um die Rolle von CsKNOX6 zu bestätigen, überexprimierten Forscher das Gen in Arabidopsis thaliana, einer Modellpflanze. Transgene Arabidopsis zeigten eine verkümmerte Triebentwicklung und eine dramatisch reduzierte Blattgröße – die Blattfläche schrumpfte auf nur 13 % des Wildtyp-Niveaus. Diese funktionellen Beweise stützen die Schlussfolgerung, dass CsKNOX6 als negativer Regulator der Knospen- und Blattgröße fungiert.
Implikationen für die Zucht und zukünftige Forschung
Die Entdeckung von CsKNOX6 bietet ein direktes genetisches Ziel für die selektive Züchtung. Während Funktionstests bei Arabidopsis starke Unterstützung bieten, wird eine zukünftige Validierung bei Teepflanzen durch Geneditierung oder transgene Ansätze von wesentlicher Bedeutung sein. Diese Entdeckung legt den Grundstein für Präzisionszüchtungsstrategien zur Verbesserung des Ertrags, der Einheitlichkeit und der Eignung von Teesorten. Das Gen kann durch SNP-Marker-Selektion oder Gen-Editing-Ansätze zur Feinabstimmung des Entwicklungswachstums in molekulare Züchtungsprogramme integriert werden.
„Die Knospengröße ist ein entscheidendes Merkmal sowohl für die agronomische Produktivität als auch für die Marktqualität von Tee“, schlussfolgerten die Wissenschaftler.
Dieser Durchbruch bietet neue Möglichkeiten für die Entwicklung von Teesorten mit optimierter Knospengröße für unterschiedliche Produktionsziele, von handgepflückten Premium-Tees bis hin zur ertragreichen maschinellen Ernte.
Referenz: Zhang, S., et al. (2025). Die Integration von digitaler Phänotypisierung, GWAS und transkriptomischer Analyse ergab ein Schlüsselgen für die Knospengröße in der Teepflanze (Camellia sinensis ). Gartenbauforschung, 12 (6), uhaf051. doi: 10.1093/hr/uhaf051
