Ursache mangelnder Regenfestigkeit von Erdbeeren

• Antragsteller: Professor Dr. Moritz Knoche
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenbau, Pflanzenernährung, Agrartechnik
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 426627435

• Erstellungsjahr: 2023

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Die erzielten Ergebnisse werden wie folgt zusammengefasst: Erdbeeren verfügen über eine sehr dünne Kutikula. Die Kutikulasynthese ist auf die frühe Phase der Fruchtentwicklung bis zur Umfärbung beschränkt. Die Folge der fehlenden Synchronisation von Fruchtwachstum und Oberflächenzunahme ist eine enorme Dehnung der sowieso schon sehr dünnen Kutikula. – Die Kutikula der Erdbeere ist übersät mit Mikrorissen. Insbesondere die Vertiefung der Achänen sowie die Abszissionszonen der Petalen in unmittelbarer Kelchnähe sind Orte verstärkter Rissbildung. Aus der Orientierung der Risse kann gefolgert werden, dass Wachstumsstress eine wesentliche Ursache für die Mikrorissbildung ist. Darüber hinaus induziert Oberflächenfeuchtigkeit Mikrorisse. – Die Fruchthaut der Erdbeere hat die höchste Leitfähigkeit bei Wasseraufnahme und Transpiration, die bislang bei Früchten gemessen wurde. Verantwortlich dafür ist die hohe Dichte an Mikrorissen, wie die Acridineorangefärbung dieser Regionen nahelegt. – Die Wasseraufnahme durch den Stiel nimmt mit zunehmender Fruchtentwicklung ab, da das Xylem an Leitfähigkeit verliert. – „Water soaking“ ist ein wichtiges Qualitätsproblem bei Freilanderdbeeren. Symptomatische Früchte weisen an der Oberfläche blasse, wässrige Flecken auf, die zum Teil bis ins Fleisch reichen. Diese Flecke verfügen über zahlreiche Mikrorisse in der Kutikula. „Water soaking“ tritt nur dann auf, wenn die Haut flüssigem Wasser ausgesetzt war. „Water soaking“ tritt schneller auf, wenn die Kutikula beschädigt wird. „Water soaking“ wird durch Mikrorisse in der Kutikula, lokale Wasseraufnahme, das Platzen von Zellen und die Freisetzung organischer Säuren in den Apoplasten verursacht. Der Schaden breitet sich von Zelle zu Zelle aus. – Inkubiert man Erdbeeren in Lösungen zweiwertiger und dreiwertiger Kationen wird die Ausbildung von „Water soaking“ vermindert. Die verringerte Wasseraufnahme durch CaCl2 war auf eine geringere Mikrorissbildung in der Kutikula, eine geringere Leckage der Plasmamembran und möglicherweise eine verstärkte Vernetzung von Zellwandbestandteilen zurückzuführen. – Das Aufreißen von Erdbeeren ist eine weitere wichtige, durch Regen verursachte Störung. Früchte mit Hals sind häufiger betroffen als normal geformte Früchte. Die meisten makroskopischen Risse („Makrorisse“) entstehen am achaenenlosen Hals. Große Früchte sind anfälliger als mittelgroße oder kleine Früchte. Makrorisse sind stark orientiert, was auf einen Zusammenhang mit Wachstumsstress und -belastung hindeutet.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Strawberry fruit skins are far more permeable to osmotic water uptake than to transpirational water loss. PLOS ONE, 16(5), e0251351.
  Hurtado, Grecia; Grimm, Eckhard; Brüggenwirth, Martin & Knoche, Moritz
  
• Water Soaking Disorder in Strawberries: Triggers, Factors, and Mechanisms. Frontiers in Plant Science, 12.
  Hurtado, Grecia & Knoche, Moritz
  
• Xylem, phloem and transpiration flows in developing strawberries. Scientia Horticulturae, 288, 110305.
  Winkler, Andreas; Hurtado, Grecia & Knoche, Moritz
  
• Calcium ions decrease water-soaking in strawberries. PLOS ONE, 17(8), e0273180.
  Hurtado, Grecia & Knoche, Moritz
  
• Detached, wetted strawberries take up substantial water in the calyx region. Scientific Reports, 13(1).
  Hurtado, Grecia & Knoche, Moritz
  
• Microcracking of strawberry fruit cuticles: mechanism and factors. Scientific Reports, 13(1).
  Hurtado, Grecia & Knoche, Moritz
  
• Necked strawberries are especially susceptible to cracking. PeerJ, 11, e15402.
  Hurtado, Grecia & Knoche, Moritz