Studie identifiziert Trockenheitsgene in Italia-Trauben

Eine neue Studie zur Tafeltraubensorte Italia hat eine Reihe von Genen identifiziert, die auf Trockenheit reagieren und Züchtern wie Anbauern helfen könnten, besser zu verstehen, wie Reben mit Wassermangel umgehen – ein wachsendes Thema im Mittelmeerraum, da Hitze und Trockenphasen zunehmen.

Die am 30. April in Horticulture, Environment, and Biotechnology veröffentlichte Forschung begleitete Italia-Reben im Topf 37 Tage lang ohne Bewässerung in einem Gewächshaus der Universität Bari in Süditalien. Die Wissenschaftler maßen Blattwasserpotenzial, Transpiration, Photosynthese und stomatäre Leitfähigkeit und verfolgten zugleich die Aktivität von sechs Genen, die zuvor in transkriptomischen Arbeiten aufgefallen waren, aber noch nicht einzeln validiert worden waren.

Die Reben wurden von September bis Oktober 2013 unter kontrollierten Bedingungen kultiviert. Eine Gruppe wurde bei Feldkapazität gehalten, einer anderen wurde die Bewässerung entzogen. Am Ende des Versuchs war das Bodenwasserpotenzial der trockenheitsbehandelten Pflanzen von rund -14 kPa in der Kontrollgruppe auf -200 kPa gefallen. Auch das Blattwasserpotenzial sank nach Tag 30 deutlich. Gleichzeitig gingen Transpiration und Nettoassimilation zurück, und die stomatäre Leitfähigkeit fiel bei einigen gestressten Pflanzen bis Tag 37 auf null.

Im Fokus der Genanalysen standen VvPP2C4 und VvPP2C8, die mit dem Abscisinsäure- oder ABA-Signalweg verbunden sind; VvGolS1 und VvGolS2, die mit Osmoprotektion zusammenhängen; sowie VvHSP18 und VvRD26, die Zellen helfen, Stress zu überstehen. Die Forscher fanden heraus, dass VvPP2C4 nach 37 Tagen Trockenheit signifikant anstieg, während sich VvPP2C8 nicht signifikant veränderte. VvGolS2 nahm an Tag 37 zu, VvHSP18 stieg spät im Versuch an, und VvRD26 zeigte die stärkste Reaktion: Es erhöhte sich ab Tag 14 und erreichte bis Tag 37 eine etwa 80-fach höhere Expression als die Kontrollpflanzen. VvGolS1 zeigte keine signifikante Variation.

Nach Angaben der Autoren deutet das Muster auf eine koordinierte Trockenheitsreaktion hin, die sich auf ABA-Signalisierung und osmotischen Schutz stützt. Zudem berichteten sie über Korrelationen zwischen Genaktivität und Pflanzenphysiologie. VvRD26 korrelierte stark negativ mit Photosynthese, Transpiration und stomatärer Leitfähigkeit, während auch VvPP2C4 negative Korrelationen mit Photosynthese und Transpiration zeigte.

Die Studie ist insofern bemerkenswert, als sie Kandidatengene für die Trockenheitsreaktion in Italia-Trauben unter kontrolliertem Stress validiert statt sich nur auf breite Transkriptomdaten zu stützen. Das ist relevant für Züchtungsprogramme, die Sorten suchen, die mit weniger Wasser produktiv bleiben können, ebenso wie für Bewässerungsstrategien in Regionen, in denen Wasserknappheit bereits Qualität und Ertrag der Trauben beeinträchtigt.

Italien gehört weiterhin zu den wichtigsten Exporteuren von Tafeltrauben weltweit; Apulien stellt dabei einen großen Anteil der nationalen Produktion. Die Autoren erklärten, dass das Verständnis dafür, wie Italia-Reben sowohl auf physiologischer als auch auf molekularer Ebene reagieren, dazu beitragen könnte, diesen Sektor angesichts des zunehmenden Klimadrucks in Südeuropa zu stützen.