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Nicolas Schauer, Yaniv Semel, Ute Roessner, Amit Gur, Ilse Balso, Fernando Carrari, Tzili Pleban, Alicia Perez-Melis, Claudia Bruedigam, Joachim Kopka, Lothar Willmitzer, Dani Zamir & Alisdair Fernie
Comprehensive metabolic profiling and phenotyping of interspecific introgression lines for tomato improvement

Künftig gesündere Tomaten mit besserem Geschmack?

Ein deutsch-israelisches Forscherteam hat DNA-Abschnitte in Wildtomaten entdeckt, mit denen sich herkömmliche Kulturtomaten verbessern lassen

14. März 2006

Tomaten sind gesund; sie stärken das Immunsystem und können Herz- und Kreislauferkrankungen vorbeugen. Jetzt haben Forscher des Max-Planck-Instituts für molekulare Pflanzenphysiologie in Zusammenarbeit mit israelischen Wissenschaftlern bei Tomaten jene DNA-Abschnitte identifiziert, die für die Bildung gesundheitlich und geschmacklich wichtiger Inhaltsstoffe verantwortlich sind. Dazu hatten sie Wildtomaten mit Kulturtomaten gekreuzt und die Inhaltsstoffe sowie das Erbgut der daraus entstandenen Hybriden untersucht. Diese Forschungsergebnisse könnten es künftig ermöglichen, die Eigenschaften von Kulturtomaten unter Verwendung von Wildtomaten gezielt zu verbessern (Nature Biotechnology, 12. März 2006).
A) Tomatenpflanzen und B) Früchte von leicht untereinander zu kreuzenden Varianten der Tomatenart Solanum Lycopersicum . Die verschiedenen Wildtomaten Bild vergrößern
A) Tomatenpflanzen und B) Früchte von leicht untereinander zu kreuzenden Varianten der Tomatenart Solanum Lycopersicum . Die verschiedenen Wildtomaten (I) S. chmielewskii, (II) S. habrochaites, (IV) S. pimpinellifolium, (V) S. neorickii, (VI) S. pennellii eignen sich hervorragend für die Kreuzung mit der Kulturtomate S. lycopersicum (III). [weniger]

Tomaten sind ein wichtiger Bestandteil unserer Ernährung. 2004 wurden weltweit über 120.000 Tonnen geerntet und die Anbaufläche steigt jährlich weiter an. Aus einer Reihe medizinischer Untersuchungen weiß man, dass Tomaten gesundheitsfördernde Stoffe enthalten. Beispielsweise kann Lycopen, ein Pigment, das für die rote Farbe der Tomaten mitverantwortlich ist, Herzerkrankungen vorbeugen. Darüber hinaus enthalten Tomaten viel Vitamin C und E, die für die menschliche Ernährung unentbehrlich sind. Durch jahrhundertlange Züchtung auf Form, Farbe und andere nützliche Eigenschaften besitzt unsere heutige Kulturtomate - im Vergleich zu den Wildformen - nur noch eine sehr geringe genetische Vielfalt. Dies hat Auswirkungen auf die geschmacklichen und gesundheitsfördernden Komponenten der Früchte.

Um Tomatenlinien mit spezifischen Eigenschaften zu züchten, muss die genetische Variabilität der Kulturtomaten erweitert werden. Dies kann durch das Einkreuzen von Wildtomaten erfolgen oder durch die gezielte Änderung des Erbgutes mittels Gentechnik. Die Forscher des Max-Planck-Instituts für molekulare Pflanzenphysiologie in Golm und ihre israelischen Kollegen von der Hebrew Universität zu Jerusalem untersuchten nun Tomatenlinien, die aus einer Kreuzung zwischen Kultur- und Wildtomaten entstanden sind. Ihr Ziel war es, die biochemische Zusammensetzung der Früchte zu identifizieren und herauszufinden, durch welche Faktoren diese gesteuert wird. Dafür nutzte das deutsch-israelische Forscherteam eine Analysemethode, die am Max-Planck-Institut für molekulare Pflanzenphysiologie entwickelt worden war. Mit dieser Technik - einer Kombination aus Massenspektroskopie und Gaschromatographie - lässt sich die Zusammensetzung biologischer Proben analysieren. Dadurch können Aminosäuren, organische Säuren, Zucker und Vitamine einer Frucht schnell und zeitgleich untersucht werden.

Dr. Alisdair Fernie, Leiter der Forschungsgruppe "Zentraler Metabolismus" an diesem Max-Planck-Institut, fand heraus, dass bei der Kreuzung von Kultur- und Wildtomaten über 880 Veränderungen der Stoffzusammensetzung bei deren Nachkommen auftreten. "Einerseits haben wir höhere Gehalte an essentiellen Aminosäuren und Vitaminen gemessen, andererseits weisen die Früchte eine veränderte Zusammensetzung verschiedener Zucker und organischer Säuren auf", so Fernie. Und genau diese Inhaltsstoffe haben einen großen Einfluss auf den Geschmack der Tomaten.

Mit molekularbiologischen Methoden gelang es den Wissenschaftlern schließlich, jene Regionen im Tomatengenom zu identifizieren, die für diese biochemischen Veränderungen verantwortlich sind. Diese Befunde könnten es künftig ermöglichen, gewünschte ernährungsrelevante und gesundheitsfördernde Eigenschaften aus Wildtomaten gezielt in Tomaten einzukreuzen.

Diese Arbeit wurde von der Max-Planck-Gesellschaft im Rahmen des Agreement on German-Israeli Project Cooperation (DIP) gefördert.

 
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