Forscher der Forschungsgruppe "Improvement and Biotechnology of Fruit and Vegetable Species" von der Universität von Malaga haben biotechnologische Techniken genutzt, um den Reifeprozess von Erdbeeren zu verzögern. Sie haben es damit geschafft Pflanzen zu züchten, deren Textur nach der Ernte länger erhalten bleibt.
Die Experten waren in der Lage die Haltbarkeit nach der Ernte dieser empfindlichen und leicht verderblichen Frucht zu verlängern. Dazu führten sie Vitro-Tests durch, basierend auf einer Modifikation des Genoms der Pflanze, und der Identifikation des Gens FaPG1, welches für den Verlust der Festigkeit in den Zellwänden der Frucht verantwortlich ist. Nach dieser Identifikation haben sie es stillgelegt, um den Reifeprozess ohne Auswirkung auf Größe, Farbe oder Geschmack, wie auch Zuckergehalt oder Säuregehalt zu beeinflussen.
Die Resultate des Projektes mit dem Namen "Das Enträtseln der Nanostruktur von Erdbeer-Frucht-Pektinen durch Endo-Polygalacturonase Verarbeitung und Atomkraftmikroskopie" wurden in der Zeitschrift Food Chemistry veröffentlicht und beinhalten eine neue Art und Weise, den Reifungsprozess der Erdbeeren zu verändern. Laut den Forschern verursacht die Zersetzung der Früchte in der Zeit nach der Ernte Verluste zwischen 5 und 25% der Produktion.
Wissenschaftler hatten bemerkt, dass Erdbeeren während der Reifung schnell schwach und weich werden, bis sie eine semi-flüssige Textur erreichen. "Erdbeeren werden graduell weicher und zersetzen sich während sie geerntet und verpackt werden," erklärt José Ángel Mercado, ein Forscher der Universität von Malaga, und verantwortlich für diese Studie.
Dieser Verlust von Festigkeit der Frucht kommt hauptsächlich von Veränderungen der Zusammensetzung der Zellwände. "Die Pektine; das sind Hauptbestandteile der Zellwand in Pflanzenorganismen, werden in dieser Phase abgebaut, dadurch wird die Struktur der Wand geschwächt und das Wachstum von Pathogenen in der Frucht sorgt für Verderb," erklärt er weiter.
"Off" Gene, resistentere Pflanzen
Um die Haltbarkeit zu verlängern haben die Wissenschaftler Tests auf nanometrischer Ebene durchgeführt und die Struktur der Pektine analysiert. Außerdem nutzten sie Zellkultur-Techniken mit den Erdbeersorten Chandler und Camarosa.
In Zusammenarbeit mit der Forschungsgruppe des Wissenschaftlers Juan Muñoz von der Universität von Córdoba, haben sie zunächst eine Genanalyse durchgeführt um die Gene zu identifizieren, die in der Phase der Veränderungen bei der Textur auffällig werden. "Wir fanden heraus, dass die Unterschiede bei der Festigkeit der Erbeeren von den Genen in der Zellwand abhängig sind, die wiederum einen Einfluss auf die Textur der Frucht hat. Daher sind wir davon ausgegangen, dass wir die Haltbarkeit verlängern können indem wir diese Gene stilllegen," so Mercado.
Um das zu tun testeten sie verschiedene Gene und kamen zu dem Schluss, dass FaPG1 jenes ist, welches für die zersetzende Funktion der Pektine während der Reifung zuständig ist. Sobald es lokalisiert wurde, wurden molekulare Techniken verwendet um es zu isolieren und es dann wieder in das Pflanzengenom einzusetzen. "Um die Funktion von jedem Gen zu hemmen, muss man es zunächst entnehmen und dann rückwärts wieder in die genomische Sequenz einsetzen. So wird das Gen ausgeschaltet und ist nicht weiter wirksam. In diesem speziellen Fall hört es damit auf den 'Befehl' zum Abbau der Zellwand zu senden. Somit hat die Frucht eine längere Haltbarkeit."
Das Wiedereinsetzen in das Gen wird mit Hilfe eines Bakteriums namens Agrobakterium durchgeführt. Dieses Pathogen integriert sich in das Genom der Pflanze und sobald die genetische Veränderung durchlaufen ist, kann es mit Antibiotika entfernt werden. "Dieser Prozess setzt ein steriles und kleines Umfeld voraus, wofür wir Fläser nutzten, welche ein spezielles Medium mit Mineralsalzen und Kohlenstoffquellen enthielten. Dann regenerierten wir die Pflanze und hatten resistentere Früchte," sagt der Leiter der Studie.
Die Verantwortlichen für das Projekt, welches vom Ministerium für Wirtschaft, Industrie und Wettbewerbsfähigkeit finanziert wird, arbeiten schon seit 15 Jahren an dieser Kette der Forschung und haben vor ihre Verbesserungsstudie auf andere wichtige Anbaukulturen in Andalusien auszubauen, so zum Beispiel Avocados oder Oliven.
Quelle: agrodiariohuelva.es