Zwei Veröffentlichungen, die am 26. Dezember in der elektronischen Version der Zeitschrift Nature Genetics erschienen sind, berichten über die Entschlüsselung sehr schmackhafter Genome.
Sieht lecker aus, aber es ist die falsche Beere und vielleicht der falsche Kakao.
Anfang dieses Jahres veröffentlichte ein vom großen Schokoladenhersteller Mars gesponsertes Forscherteam vorläufige Ergebnisse der Genomsequenzierung für den Kakaobaum Theobroma cacao. Aber die Leitung der Veröffentlichung in einer von Experten begutachteten wissenschaftlichen Zeitschrift blieb bei einem Team, das von einem anderen „Schokoladengiganten“unterstützt wurde – Hershey.
Forscher haben ihre Aufmerksamkeit auf die Kakaosorte „Belizean criollo“gerichtet. Criollo ist eine der Hauptgruppen von Kakaosorten (die Früchte der zweiten Gruppe - Forastero - sind bitterer, aber diese Bäume sind einfacher zu kultivieren; die dritte Gruppe - Trinitario - ist eine Kreuzung der ersten beiden). „Criollo ist eine Quelle ausgezeichneter Schokolade“, sagt die Genetikerin Claire Lanaud, Hauptautorin der Studie. „Wir haben uns auch für diese Sorte entschieden, weil uns interessiert, welche Gene für die Qualität der Frucht verantwortlich sind.“
Criollos sind homozygote Pflanzen, bei denen in jedem Chromosomenpaar Kopien der meisten Gene vorhanden sind. Dies ist wichtig für den hochpräzisen Nachweis genetischer Sequenzen.
Obwohl Kakao auf der ganzen Welt hoch geschätzt wird, ist Criollo nicht die beliebteste Kulturpflanze der Bauern. Diese Bäume sind anfällig für Krankheiten und bringen keine sehr hohen Erträge.
Trinitario-Schokoladenbäume werden häufiger auf Plantagen angebaut - eine Kreuzung aus Criollo und der häufigeren Forastero-Art. Durch die Kreuzung geht der herrliche Geschmack der Criollo-Früchte jedoch teilweise verloren. Daher ist es wichtig, die Gene zu isolieren, die die Qualität von Kakao bestimmen, sagt Lanaud.
Claire Lanauds Team hat viele Gene entdeckt, die möglicherweise an der Produktion von Lipiden, Flavonoiden und Terpenoiden beteiligt sind – Substanzen, die für den Geschmack von Schokolade verantwortlich sind. Im Genom von Theobroma cacao wurden 84 Gene isoliert, die vermutlich an der Lipidbiosynthese beteiligt sind. Zum Vergleich: Das gut untersuchte, aber viel weniger schmackhafte Talya (Arabidopsis) hat 71 solcher Gene. 96 Kakao-Gene sind an der Biosynthese von Flavonoiden beteiligt (und Arabidopsis hat nur 36 solcher Gene).
Der Artikel hebt auch Gene hervor, die für die Resistenz gegen Pflanzenkrankheiten verantwortlich sein könnten.
Im Gegensatz zu Claire Lanauds Gruppe wählten die Forscher, die ihre Daten auf der Website cacaogenomedb.org veröffentlichten, Matina 1-6, eine weiter verbreitete Forastero-Hybride, als Untersuchungsobjekt. Zwei entschlüsselte Genome sind besser als eines, sagt Brian Scheffler, der an der Studie teilgenommen hat. „Die Züchtung krankheitsresistenter Sorten ist eines der Hauptziele unserer Gruppe. Und wir haben in diesem Bereich bereits erhebliche Fortschritte gemacht“, sagt er. „Indem wir Daten über die Genome von zwei verschiedenen Sorten haben, kommen wir schneller ans Ziel.“
Laut Claire Lanaud war es noch nicht möglich, die Genome von Belize Criollo und Matina 1-6 abzugleichen, weil einige Fragmente des Genoms von Matina 1-6, deren Daten im September veröffentlicht wurden dieses Jahres scheinen beim Entziffern „auf dem Kopf“zu stehen.
" Möglicherweise gibt es chromosomale Inversionen, die diese beiden Arten voneinander unterscheiden", kontert Scheffler. „Aber um etwas Sicheres sagen zu können, ist es notwendig, die erh altenen Ergebnisse zu verfeinern und zusätzliche Daten zu sammeln.“
Eine gute Ergänzung zum „Schokoladen“-Genom ist die „Erdbeere“-Publikation, die am selben Tag in Nature Genetics erschienen ist. Genau genommen geht es in dem Artikel nicht um Erdbeeren, sondern um Walderdbeeren Fragaria vesca, deren 14-Chromosomen-Genom weniger komplex ist. Allerdings sind 240 Millionen Basenpaare (ungefähr so viele Forscher haben gezählt) schon eine ziemlich komplizierte Sequenz.
Die Analyse des Genoms der Walderdbeere enthüllte Gene, die an wichtigen biologischen Prozessen wie der Blüte, der Reaktion auf Krankheiten und der Produktion von Substanzen beteiligt sind, die für Geschmack und Aroma verantwortlich sind. Die Autoren des Artikels stellen auch fest, dass Erdbeeren nicht viel Platz zum Wachsen benötigen, was sie zu einem guten Kandidaten für weitere Laborforschung macht.
Die erh altenen Daten können für Forscher nützlich sein, die Gartenerdbeeren (Fragaria ananassa) sowie andere Rosengewächse anbauen, zu denen Apfelbäume und Pfirsichbäume gehören. Vielleicht werden ihre Früchte eines Tages noch schmackhafter und die Pflanzen selbst widerstandsfähiger gegen Krankheiten.
Berichtet von Nature News, Georgia Tech Research News
