Züchtung, Geduld und Molekularbiologie machen Erdbeeren noch gesünder

  • Züchtung, Geduld und Molekularbiologie machen Erdbeeren noch gesünder. Bild: ostromec - Fotolia.comZüchtung, Geduld und Molekularbiologie machen Erdbeeren noch gesünder. Bild: ostromec - Fotolia.com

Klein, rot, lecker: Die Erdbeere ist eine der beliebtesten Früchte in Deutschland. Und Züchtung, Geduld und Molekularbiologie machen Erdbeeren jetzt noch gesünder. Zusammen mit spanischen und französischen Wissenschaftlern untersucht die Gruppe um Prof. Dr. W. Schwab besonders jene Erdbeer-Gene, die für deren gesundheitsfördernde Inhaltsstoffe verantwortlich sind. Sind diese Gene bekannt, können kurze Erbgutabschnitte davon als Markierung dienen, um die Gene in Früchten schnell zu finden. Mit diesem Wissen möchte das Team die Züchtung besonders gesunder Erdbeerfrüchte ermöglichen.

Erdbeeren sind gesund, sie enthalten zum Beispiel viel Vitamin C. Im Mittelpunkt der Untersuchungen stehen auch sekundäre Inhaltsstoffe, die nur in spezialisierten Pflanzenzellen produziert werden. In der Erdbeere sind das vor allem Polyphenole. Es gibt sie in drei Untergruppen, die alle aus der gleichen Polyphenolvorstufe entstehen. Die Gerbstoffe Tannine schützen durch ihren herben Geschmack die Erdbeere vor Fraßfeinden. Lignine sind für die Festigkeit der Pflanze und ihrer Früchte verantwortlich. Die dritte Gruppe Flavonoide sind Farbstoffe, die die Pflanze vor UV-Strahlung schützen und in der Blüte die für die Bestäubung nötigen Insekten anlocken. Die Polyphenole sind wahre Multitalente. Das gilt auch für unsere Gesundheit: Flavonoide senken das Krebsrisiko, stärken das Immunsystem und können sogar Krankheitserreger abtöten.

Deshalb träumen europäische Züchter davon, Erdbeeren mit besonders hohen Polyphenolgehalten hervorzubringen. Das ist nicht so einfach, denn je nach Standort und Jahreszeit können die Pflanzen einer Erdbeerart ganz verschiedene Polyphenolkonzentrationen haben. Auch das Verhältnis der Polyphenolgruppen unterscheidet sich von Pflanze zu Pflanze. Voraussetzung für positive Zuchtergebnisse ist das Verständnis des Polyphenolstoffwechsels und seiner Regulationsmechanismen. Einen wesentlichen Beitrag leisten dabei biochemische Analysen. Im Rahmen des Forschungsprojekts FraGenomics werden die Gehalte verschiedener Polyphenolgruppen untersucht.

Diese werden in der Pflanze aufgrund bestimmter Gene hergestellt, welche an- oder ausgeschaltet sein können.

Ziel ist es, Zusammenhänge zwischen den Polyphenolgehalten und der Aktivität der zugehörigen Gene zu finden. Nach dem ersten Zwischenergebnis ist der Gesamtgehalt an Polyphenolen in allen Pflanzen relativ gleich, doch das Verhältnis der Untergruppen schwankt von Pflanze zu Pflanze sehr stark. Das liegt vermutlich an der gemeinsamen Vorstufe, aus der die Untergruppen gebildet werden.

Schlussfolgerung

Es ist einfacher, durch Züchtung das Verhältnis der Polyphenolkonzentrationen zugunsten weniger, ausgewählter Verbindungen zu verschieben, als den Gesamtgehalt zu erhöhen.

Sobald die Gene, die den besonders gesunden Polyphenolen zugrunde liegen, detektiert sind, können so genannte molekulare Marker entwickelt werden, die die Züchtung vereinfachen. Erdbeerpflanzen mit hohen Gehalten an gesunden Polyphenolen haben ein bestimmtes Muster in den zugehörigen Genen. Man kann im Labor kurze Erbgutabschnitte als Gegenstücke zu diesen Mustern entwickeln. Sind die Genmuster bekannt und zugehörige Marker vorhanden, könnten Züchter schnell ermitteln, welche Pflanzen besonders viele Gene für gesunde Inhaltsstoffe besitzen. Wenn man diese dann konventionell miteinander kreuzt, stünde am Ende die gesündere Erdbeere.

Doch vor der Umsetzung gibt es für die Biotechnologen noch eine Hürde: die große Druckempfindlichkeit der Erdbeere. Ihre Stabilität hängt unter anderem von der Stärke der Zellwand ab. Die ist wiederum abhängig von stabilisierenden Zellwandbestandteilen wie Lignin. Da aber Lignin aus demselben Ausgangsstoff produziert wird, wie die gesunden Flavonoide, kann es sein, dass bei Züchtung auf besonders viel Flavonoidgehalte weniger Lignin produziert wird und die Frucht schneller matschig wird. Um diesen Nebeneffekt zu umgehen, müsste man den Gesamtgehalt von Polyphenolen erhöhen. Dazu muss das Team frühere Schritte im Stoffwechselweg analysieren. Bevor das Geheimnis der Super-Erdbeere gelüftet werden kann, werden sicher noch zwei Ernten folgen.

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