Suche nach Aroma-Genen
Ernährung
Geschmackssache: JKI identifiziert Gen für Fruchtester
„Über Geschmack lässt sich streiten“, sagt ein Sprichwort. Wie um diese Aussage Lügen zu strafen, weisen jedoch nahezu alle erfolgreichen Apfelsorten auf dem deutschen und internationalen Markt Aromaprofile mit einem besonders hohen Anteil an Fruchtestern auf. Das Julius Kühn-Institut (JKI) führte über mehrere Jahre wissenschaftliche Verkostungen von Äpfeln durch. Die Verkoster bevorzugten einhellig bestimmte Typen aromatisch-fruchtiger Äpfel. Der von Züchtern und Aromaforschern als „Estertyp“ bezeichnete Aromaeindruck der reifen Äpfel zeichnet sich durch eine Kombination von Geruchsnoten aus, die auf verschiedenen Fruchtestermustern basieren. Wissenschaftler des JKI haben in Kooperation mit italienischen Partnern ein Gen dingfest gemacht, dem eine Schlüsselrolle bei der Ausprägung der weltweit bevorzugten Estertypen zukommt.
Aromamuster identifizieren
Die gezielte Züchtung von Apfeltypen mit bestimmten Aromaeigenschaften ist ein langwieriger und zufallsbehafteter Prozess. Er dauert 20 oder mehr Jahre. Obwohl mehr als 300 aromagebende Substanzen bekannt sind, weiß man über die Vererbung der Aromamuster wenig. Will man jedoch den Zuchtprozess beschleunigen, führt kein Weg an Selektionsverfahren auf der Ebene der beteiligten Aroma-Gene vorbei, die man zunächst kennen muss. In einem ersten Schritt wurde am JKI eine Methode entwickelt, mit der sich Aromamuster von Äpfeln effektiv bestimmen lassen. Die „Geschmacksmessung“ mit Hilfe hoch-sensitiver Gaschromatographie wurde auf 102 Apfelsorten angewendet. Ihre biochemischen Aromaprofile wurden erfasst und dokumentiert. „Hinsichtlich ihres Gehaltes an aromaaktiven Estern kristallisierten sich wenige Gruppen heraus. Etwa ein Drittel der Sorten wies normale bis hohe Estergehalte auf. Bei einem weiteren Drittel wurden so gut wie keine dieser Fruchtester gemessen“, sagt Dr. Detlef Ulrich vom JKI in Quedlinburg.
Basenvariationen steuern den Geschmack
Seine
Ergebnisse flossen in die molekularbiologischen Arbeiten zur Suche nach dem
entscheidenden Gen ein. Zunächst wurde eine bioinformatische Analyse der
kürzlich von den italienischen Projektpartnern (IASMA) publizierten
vollständigen Genomsequenz des Apfels durchgeführt. Daraufhin wurde das als
möglicher Kandidat identifizierte Gen MdAAT1
am JKI in Dresden für die 102 gaschromatographisch analysierten Sorten genauer
untersucht (partiell sequenziert). „Es stellte sich heraus, dass schon kleine
Unterschiede in der Abfolge der Basen im MdAAT1-Gen
mit der Eigenschaft, viel oder wenig Ester zu produzieren, einher gehen“,
berichtet Dr. Frank Dunemann. Der Austausch einzelner genetischer Buchstaben
innerhalb der Gensequenz führt also zu veränderten Aromaprofilen.
Sowohl
für Sorten ohne Ester als auch für Sorten des bevorzugten „Estertyps“ wurden
eindeutige Buchstabenkombinationen gefunden. Sehr wahrscheinlich ist das Gen MdAAT1, welches das Enzym
Alkoholacyltransferase steuert, für die hohe Variabilität der Estergehalte in
den verschiedenen Apfelsorten verantwortlich. Bisher fehlte das genetische
Basis-Wissen über die wichtigsten etwa zwanzig Schlüsselkomponenten, die
maßgeblich das Aroma einer Apfelsorte prägen. Deshalb ist die erfolgreiche
Ableitung dieses molekularen Markers für den Estergehalt ein wichtiger Schritt
in Richtung einer gezielten Geschmackszüchtung beim Apfel.
Lesestoff:
Dunemann, F.; Ulrich, D.; Malysheva-Otto, L.; Weber, W.E.; Longhi, S.;
Velasco, R.; Costa, F.: Functional allelic diversity of the apple alcohol
acyl-transferase gene MdAAT1 associated with fruit ester volatile contents in
apple cultivars ist erschienen in Molecular
Breeding 2011. Online first 21.04.2011; DOI
10.1007/s11032-011-9577-7
Ulrich, D.; Hoberg, E.; Fischer, C. Diversity and dynamic of sensory related traits in
different apple cultivars.
Journal of Applied Botany and Food Quality 2009, 83 (1),
S. 70-75.
Stefanie Hahn, JKI