Die sichere Lagerung und der Verzehr von Kartoffeln und Tomaten ist eine Herausforderung, da diese Pflanzen natürliche Giftstoffe produzieren. Wissenschaftler der University of California – Riverside (UCR) haben nun einen bahnbrechenden Weg gefunden, um diese toxischen Stoffe zu entfernen, wodurch Kartoffeln und Tomaten sicherer und länger haltbar werden. Diese Entdeckung könnte nicht nur die Lebensmittelverschwendung reduzieren, sondern auch den Ackerbau in extremen Umgebungen wie dem Weltraum verbessern.
Kartoffeln und Tomaten sind als Grundnahrungsmittel weltweit von großer Bedeutung. Allerdings produzieren die Pflanzen natürliche Abwehrstoffe, die sogenannten steroidalen Glykoalkaloide (SGAs), um sich vor Insekten und anderen Schädlingen zu schützen. Diese Chemikalien, die besonders in den grünen Teilen der Pflanzen und in keimenden Kartoffeln in hohen Konzentrationen vorkommen, sind jedoch auch für Menschen giftig.
Ein Team von Wissenschaftlern unter der Leitung von Adam Jozwiak, Molekularbiochemiker an der University of California – Riverside, hat nun den genetischen Mechanismus der SGA-Produktion entschlüsselt. Durch die Entdeckung des Proteins „GAME15“, das bei der Steuerung der SGA-Produktion eine zentrale Rolle spielt, können Forscher gezielt die Produktion dieser toxischen Substanzen kontrollieren. GAME15 fungiert sowohl als Enzym als auch als Gerüst, indem es andere Enzyme in einer „Umwandlungsfabrik“ organisiert, die effizient SGAs produziert.
Einer der größten Fortschritte dieser Forschung besteht darin, dass durch genetische Veränderungen die SGAs künftig nur noch in den Blättern der Pflanzen, nicht aber in den essbaren Teilen wie den Knollen produziert werden könnten. Dies wäre ein großer Nutzen für die Landwirtschaft, da so das Risiko einer SGA-Toxizität durch Sonneneinstrahlung minimiert werden könnte. Kartoffeln könnten somit länger gelagert und leichter transportiert werden, was die Lebensmittelverschwendung reduzieren würde.
Tomaten, die ebenfalls SGAs produzieren, besonders in ihren grünen, unreifen Früchten, sind durch die Ausschaltung des GAME15-Gens zwar von toxischen Stoffen befreit, werden jedoch gleichzeitig anfälliger für Schädlinge. Daher ist es entscheidend, dass die Manipulation der SGA-Produktion sorgfältig kontrolliert wird, um die Pflanzengesundheit nicht zu gefährden.
Die Erkenntnisse dieser Forschung haben auch große Bedeutung für die Weltraumlandwirtschaft. In Umgebungen mit begrenztem Platzangebot, wie bei Weltraummissionen oder in vertikalen Landwirtschaftssystemen, könnte jede Pflanze vollständig verwertbar gemacht werden, ohne dass Teile aufgrund ihrer Toxizität ausgesondert werden müssen. Dies optimiert die Ressourcennutzung und unterstützt die nachhaltige Nahrungsmittelversorgung in extremen Umgebungen.
Zusammenfassend zeigt diese bahnbrechende Forschung, dass durch das Verständnis und die Kontrolle der SGA-Produktion sicherere und länger haltbare Nutzpflanzen erzeugt werden können. Dies stellt einen bedeutenden Fortschritt in den Bereichen nachhaltige Landwirtschaft und Lebensmitteltechnik dar.
Zusammenfassung:
Wissenschaftler haben einen Weg gefunden, natürliche Giftstoffe in Kartoffeln und Tomaten zu entfernen. Diese Giftstoffe, sogenannte steroidale Glykoalkaloide (SGAs), machen die Pflanzen für Menschen und Insekten ungenießbar. Durch die Entdeckung eines Proteins namens GAME15 können die Forscher die Produktion dieser Giftstoffe auf die Blätter der Pflanzen beschränken und die essbaren Teile sicher und haltbar machen. Dies verbessert die Lagerung, reduziert Lebensmittelverschwendung und könnte den Anbau von Pflanzen in extremen Umgebungen wie dem Weltraum unterstützen.
Quellen:
Adam Jozwiak, University of California – Riverside
https://news.ucr.edu/articles/…s-potatoes
Fachausdrücke:
Steroidale Glykoalkaloide (SGAs): Toxische chemische Verbindungen, die von Kartoffeln und Tomaten produziert werden, um sich gegen Insekten und Schädlinge zu verteidigen.
Protein GAME15: Ein zentrales Protein, das die Produktion von SGAs in Pflanzenzellen steuert.
