Gerste: Erstmals kann das giftige Alkaloid Gramin unterbunden werden
Forschern ist es gelungen, das zur Schädlingsabwehr wichtige, aber giftige Alkaloid Gramin in Pflanzen zu bilden, aber auch zum Beispiel in Gerste zu unterbinden.
- Gerste in Lebensmitteln und Tierfutter
- Forscher entschlüsseln zwei Gene
- Gramin kann gebildet, aber auch unterbunden werden
- Praktischer Nutzen
Gerste hat einerseits in der menschlichen Ernährung ihren Platz. Gerstenmehl gilt als gesund. Andererseits wird sie an Rinder verfüttert. Doch viele Gerstensorten enthalten das giftige Alkaloid Gramin, was die Nutzung als Futtermittel einschränkt – bisher. Denn Forschern des IPK Leibniz-Instituts und der Leibniz Universität Hannover ist es erstmals gelungen, den Biosyntheseweg von Gramin zu entschlüsseln. Mit diesen Erkenntnissen kann das Alkaloid nicht nur in Pflanzen gebildet werden, die diese Fähigkeit nicht besitzen, sondern in graminhaltigen Pflanzen dieses auch unterbunden werden.
Gerste: Forscher entschlüsseln zwei Gene
Alle Pflanzen vermitteln ihre Interaktionen mit der Umwelt über chemische Signale. Ein Beispiel dafür ist auch Gramin in Gerste. Es bietet Schutz vor pflanzenfressenden Insekten und Weidetieren und hemmt das Wachstum anderer Pflanzen. Trotz langjähriger Forschung war das Schlüsselgen für die Bildung von Gramin aber bislang nicht bekannt. Die Wissenschaftler entdeckten nun in der Gerste ein Cluster von zwei Genen für die Gramin-Biosynthese. Das erste Gen (HvNMT) war bereits vor 18 Jahren gefunden worden. In ihrer Studie haben Forschungsteams jetzt ein zweites Schlüsselgen (AMI-Synthase, HvAMIS) für die Biosynthese identifiziert, das auf demselben Chromosom liegt. Damit ist jetzt der gesamte Stoffwechselweg von Gramin beschrieben.
Gramin kann gebildet, aber auch unterbunden werden
Den Wissenschaftlern ist es gelungen, Gramin in Hefe und Modellpflanzen herzustellen. „Anders als bei vielen anderen pflanzlichen Abwehrstoffen sind zur Bildung von Gramin nur zwei Gene erforderlich. Dadurch lassen sich unsere Erkenntnisse relativ leicht praktisch nutzen“, hebt Ling Chuang von der Leibniz Universität Hannover hervor. IPK-Wissenschaftlerin Sara Leite Dias ergänzt: „Zudem ist es uns durch gentechnische Veränderung auch gelungen, Gramin in einer nicht graminproduzierenden Gerstensorte herzustellen und umgekehrt, die Graminproduktion in einer graminproduzierenden Gerstensorte durch Genom-Editierung zu unterbinden.”
In der Praxis lässt sich so Gramin in Pflanzen herstellen, um diesen zu mehr Abwehrkraft zu verhelfen. Andererseits kann Gramin in Gerste unterbunden werden, um diese breiter als Futtermittel einsetzen zu können. Aber auch in anderen graminhaltigen Pflanzen ist eine Reduktion möglich.
Foto: Soru Epotok/Adobe Stock
