Onderzoekers hebben een sleutelgen geïdentificeerd, CsKNOX6, dat de knopgrootte in theeplanten (Camellia sinensis ) direct reguleert, waardoor de deur wordt geopend naar efficiëntere veredelingsprogramma’s voor een betere opbrengst en kwaliteit. Deze ontdekking, gepubliceerd in Horticulture Research, biedt een genetisch doelwit voor het verfijnen van theecultivars om aan diverse productiedoelen te voldoen, van eersteklas met de hand geplukte theesoorten tot mechanische oogst met hoge opbrengst.
Het belang van de knopgrootte bij de theeproductie
Thee is een van de meest geconsumeerde dranken ter wereld en wordt in meer dan 60 landen verbouwd. De grootte van theeknoppen – doorgaans geoogst als “één knop en twee bladeren” – heeft een directe invloed op zowel de kwantiteit als de kwaliteit van verse bladeren. Verschillende theesoorten vereisen specifieke knop- en bladgroottes voor een optimale verwerking. Jarenlang heeft een beperkt begrip van de moleculaire mechanismen die de grootte van de toppen controleren, pogingen tot genetische verbetering belemmerd.
Identificatie van CsKNOX6 als sleutelregulator
Een team onder leiding van dr. Jiedan Chen van het Tea Research Institute van de Chinese Academie voor Landbouwwetenschappen analyseerde de genetische diversiteit van 280 thee-accessies, waarbij de lengte, breedte en oppervlakte van de knoppen werden gekwantificeerd. Hun onderzoek bracht een sterke genetische controle over de knopgrootte aan het licht, met eigenschappen die een normale verdeling en een hoge erfelijkheidsgraad vertoonden. Vergelijkende transcriptomische analyse van theeplanten met extreme knopgroottes identificeerde vier KNOX -genen met significant hogere expressie in variëteiten met kleinere knoppen. In kaart brengen van genoombrede associaties werd vervolgens CsKNOX6 aangewezen als de meest waarschijnlijke belangrijkste toezichthouder.
Functionele validatie in Arabidopsis
Om de rol van CsKNOX6 te bevestigen, brachten onderzoekers het gen tot overexpressie in Arabidopsis thaliana, een modelplant. Transgene Arabidopsis vertoonde een onvolgroeide scheutontwikkeling en een dramatisch verminderde bladgrootte; het bladoppervlak kromp tot slechts 13% van het wildtype-niveau. Dit functionele bewijs ondersteunt de conclusie dat CsKNOX6 werkt als een negatieve regulator van de knop- en bladgrootte.
Implicaties voor veredeling en toekomstig onderzoek
De ontdekking van CsKNOX6 biedt een direct genetisch doelwit voor selectief fokken. Hoewel functioneel testen in Arabidopsis sterke ondersteuning biedt, zal toekomstige validatie in theeplanten door middel van genbewerking of transgene benaderingen essentieel zijn. Deze ontdekking legt de basis voor precisieveredelingsstrategieën om de opbrengst, uniformiteit en geschiktheid van theecultivars te verbeteren. Het gen kan worden geïntegreerd in moleculaire fokprogramma’s door middel van SNP-markerselectie of genbewerkingsbenaderingen om de ontwikkelingsgroei te verfijnen.
“De knopgrootte is een cruciaal kenmerk voor zowel de landbouwproductiviteit als de marktkwaliteit van thee”, concludeerden de wetenschappers.
Deze doorbraak biedt nieuwe mogelijkheden voor de ontwikkeling van theevariëteiten met geoptimaliseerde knopgrootte voor verschillende productiedoelen, van eersteklas, met de hand geplukte theesoorten tot mechanische oogst met hoge opbrengst.
Referentie: Zhang, S., et al. (2025). Integratie van digitale fenotypering, GWAS en transcriptomische analyse onthulde een sleutelgen voor de knopgrootte in de theeplant (Camellia sinensis ). Tuinbouwonderzoek, 12 (6), uhaf051. doi: 10.1093/uur/uhaf051
