GABI: Ein tiefer Blick ins Gen-Bouquet der Pflanzen
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- Unter dem Dach des GABI-Förderschwerpunkts arbeiten öffentliche Forschungsinsitute und private Unternehmen zusammen an der Erforschung des pflanzlichen Erbguts. Quelle: Max-Planck-Institute für Entwicklungsbiologie
Das 21. Jahrhundert steckt voller Herausforderungen. Um sie zu meistern, braucht der Mensch die Pflanzen dringender als jemals zuvor – ob nun als Rohstoffquelle für die Industrie, als Nahrungsmittel für die wachsende Weltbevölkerung oder als Speicher für Kohlendioxidemissionen, um den Klimawandel abzumildern. Die Ansprüche an die Landwirtschaft steigen, und das nicht zu Unrecht. Denn das grüne Potenzial, das in den Pflanzen schlummert, ist riesig. Aus dieser Erkenntnis heraus unterstützt das BMBF seit den Neunzigern die „Genomanalyse im biologischen System Pflanze“. „GABI“ ermöglicht Wissenschaftlern, Mais für die deutsche Kälte zu trainieren, die Kulturpflanze Gerste komplett zu entschlüsseln, Weizen beziehungsfähig zu machen und die allerbesten Kartoffeln für Pommes frites zu finden.
Die Pommes-Gene der Kartoffel
Wie Kartoffelchips und Pommes frites schmecken – darüber entscheidet unter anderem der Zuckergehalt in den Knollen. Trauben- und Fruchtzucker reagieren beim Frittieren nämlich mit Aminosäuren und sorgen so in der so genannten
Maillard-Reaktion für die Bildung von schwarz-braunen Phenolen. Diese sehen nicht nur unappetitlich aus, sondern vermindern auch erheblich den Geschmack. Eine Kartoffelsorte ist demnach umso weniger für die Kartoffelchips- und Pommes-Produktion geeignet, je mehr Trauben- und Fruchtzucker sie in den Knollen enthält.
Kleinste Proben reichen für Pommes-Eignungstest
Dieser Effekt verstärkt sich noch zusätzlich, wenn Kartoffeln bei Kühlschranktemperaturen gelagert werden, wie dies üblicherweise nach der Ernte geschieht. Daher spielt diese Eigenschaft schon bei der Züchtung neuer Sorten eine wichtige Rolle. Die klassischen Methoden haben jedoch einen Nachteil: Um eine neue Kartoffelvariante zuverlässig auf ihre „Chips-Eignung“ zu prüfen, müssen ausreichend Knollen zum Frittieren auf Probe vorhanden sein. Dieses Problem nahmen Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Züchtungsforschung in Köln gemeinsam mit den Kartoffelzüchtern BNA, Bioplant (beide Europlant) und Norika zum Anlass, genetische Marker aufzuspüren, mit denen sich die Eignung von Kartoffeln schon im frühen Entwicklungsstadium mit kleinsten Pflanzenproben testen lässt.
243 Kartoffelsorten und zehn Genkandidaten
Im Laufe des Projekts GABI-CHIPS, das im Jahr 2006 abgeschlossen wurde und bei dem noch weitere zahlreiche wissenschaftliche Fragestellungen bei Kartoffeln untersucht worden sind, wurde eine Population von 243 Kartoffelsorten auf genetische Eigenschaften untersucht, die den Züchtern einen Hinweis auf die Eignung als Kartoffelchips geben können. Für zehn Kandidatengene konnte ein solcher Einfluss auf die Eignung schließlich nachgewiesen werden. Eines dieser Gene trägt beispielsweise den Bauplan für das Zucker spaltende Enzym Invertase. Pflanzen, die eine bestimmte Ausprägung dieses Gens in sich tragen, bilden mit hoher Wahrscheinlichkeit weniger Zucker und haben demnach eine größere Chance, später als Kartoffelchip oder Pommes frites auf unseren Tellern zu landen.
