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Neue Tomatensorte enthält mehr Lycopin

CRISPR-Cas9: Erstmals neue Kulturpflanze durch Genom-Editierung geschaffen

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Neue Tomatensorte enthält deutlich mehr gesundheitsförderndes Lycopin

Eine weitere wichtige neue Eigenschaft: Der Gehalt an Lycopin bei der neu gezüchteten Tomate ist mehr als doppelt so hoch wie bei der wilden Ausgangsart und sogar mehr als fünfmal so hoch wie bei konventionellen Cocktailtomaten. „Das ist eine ganz entscheidende Neuerung, die man mit den konventionellen Kulturtomaten durch Zucht nicht erzielen kann. Lycopin kann helfen, Krebserkrankungen und Herz-Kreislauferkrankungen vorzubeugen.

Die von uns geschaffene Tomate hat also unter gesundheitlichen Aspekten wahrscheinlich einen Mehrwert gegenüber konventionellen Zuchttomaten und anderen Gemüsen, die Lycopin nur in sehr begrenzten Mengen enthalten“, betont Jörg Kudla. Züchter hätten sich bislang vergeblich bemüht, den Gehalt an Lycopin bei der Kulturtomate wieder zu erhöhen. In den Fällen, in denen es gelang, sei es auf Kosten des Gehalts an Beta-Carotin gegangen, welches ebenfalls eine zellschützende Wirkung habe und und daher ein wertvoller Inhaltsstoff sei.

Per molekularer „De-novo-Domestikation“ Vorteile von Wildpflanzen nutzen

Jörg Kudla fasst das Dilemma der modernen Züchtung zusammen: „Durch die Zucht sind unsere heutigen Nutzpflanzen entstanden – mit all ihren Vor- und Nachteilen. Viele Eigenschaften wie die Widerstandsfähigkeit sind verloren gegangen und könnten nur durch eine jahrzehntelange, mühselige Rückkreuzung mit der Wildpflanze wiedergewonnen werden – wenn überhaupt. Denn Eigenschaften, die durch das Zusammenspiel zahlreicher Gene bestimmt werden, kann man durch klassische Zucht nicht wiederherstellen. Die Domestikation gleicht in vielen Punkten einer Einbahnstraße.

Mit moderner Genom-Editierung können wir die Vorteile der Wildpflanze nutzen und dieses Zuchtproblem lösen. Kurz gesagt: Die molekulare ‚De-novo-Domestikation‘ birgt ein enormes Potenzial – auch, um neue wünschenswerte Eigenschaften zu erzeugen.“ Außerdem werde es jetzt möglich, Pflanzen die beispielsweise sehr gesund sind, aber bisher nicht oder nur sehr begrenzt durch den Menschen genutzt werden, durch gezielte Vergrößerung ihrer Früchte oder Verbesserung anderer Domestikationsmerkmale in völlig neue Nutzpflanzen zu verwandeln.

Das Verfahren: Mit CRISPR-Cas9 zu neuer Tomatensorte

Die Wissenschaftler nutzten das CRISPR-Cas9-Verfahren, um Gene in der Tomatenpflanze Solanum pimpinellifolium durch sogenannte Funktionsverlust-Mutationen gezielt zu inaktivieren. Aus den auf diese Weise genetisch veränderten Pflanzen wählten sie nach dem Heranwachsen geeignete Mutterpflanzen aus. Deren Tochterpflanzen überprüften die Forscher auf ihre äußerlich sichtbaren Merkmale und analysierten ihre Eigenschaften.

An der Studie beteiligt waren Wissenschaftler der Bundesuniversität von Viçosa und der Universität von São Paulo (Brasilien), der Universität Minnesota (USA) sowie der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (Deutschland). Die Arbeiten wurden finanziell unterstützt durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung sowie auf brasilianischer Seite durch die Förderagentur für Hochschulbildung CAPES, den Nationalen Forschungsrat CNPq sowie die Forschungsorganisation FAPESP.

Originalpublikation: Zsögön A. et al. (2018): De novo domestication of wild tomato using genome editing. Nature Biotechnology Advance Online Publication; DOI: 10.1038/nbt.4272

* Dr. C. Heimken: Westfälische Wilhelms-Universität Münster, 48149 Münster

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