Ein Forschungsteam hat das Potenzial von Glucosinolaten untersucht. Bei diesen Verbindungen handelt es sich um in Kreuzblütlern wie Kohl und Brokkoli vorkommende Verbindungen, die durch ihre Hydrolyseprodukte die Stresstoleranz erhöhen und gesundheitliche Vorteile bieten.
Ihr Bericht untersucht die Verwendung bioaktiver Glucosinolate zur Förderung einer nachhaltigen Landwirtschaft. Techniken wie traditionelle Züchtung, gentechnische Methoden und mikrobielle Technik wurden untersucht, um den Glucosinolatgehalt zu erhöhen.
Zu den zukünftigen Anwendungen gehört die Manipulation von Glucosinolat-verwandten Genen, um die Widerstandsfähigkeit und den Nährwert von Nutzpflanzen zu verbessern und so den Weg für gesündere, stressresistentere Brassica-Nutzpflanzen zu ebnen.
Brassica-Pflanzen werden wegen ihrer vielfältigen essbaren Inhaltsstoffe geschätzt und häufig für Gemüse, Ölsaaten und Gewürze angebaut. Sie besitzen drei Genome (A, B und C), die sich zu verschiedenen Arten verbinden. Glucosinolate (GSLs), sekundäre Metabolite, die von Brassicaceae produziert werden, schützen vor Pflanzenfressern und Stress, und ihre nützlichen Isothiocyanate fördern die menschliche Gesundheit.
Trotz der Fortschritte bei der Optimierung der GSL-Akkumulation bleibt die effektive Verbesserung von GSL-Inhalten eine Herausforderung.
Eine Studie veröffentlicht In Gemüseforschung am 23. Mai 2024, verbessert unser Verständnis von GSLs und bietet eine theoretische Grundlage für die Erhöhung des GSL-Gehalts in Brassica-Pflanzen.
In diesem Bericht werden die Struktur, die gesundheitlichen Vorteile und die Synthese von GSLs in Brassicaceae-Pflanzen untersucht. GSLs, sekundäre Metabolite, die in fast allen Brassica-Arten vorkommen, werden auf Grundlage ihrer Aminosäurevorläufer in aromatische, Indol- und aliphatische Gruppen eingeteilt.
Diese Verbindungen, die über unterschiedliche Stoffwechselwege entstehen, wurden ausführlich auf ihre gesundheitsfördernden Eigenschaften untersucht, darunter ihre krebshemmende, entzündungshemmende, wundheilende, antioxidative und antimikrobielle Wirkung.
Die Studie hebt die Ansammlung von GSL in verschiedenen Pflanzenteilen hervor, wobei Sprossen die höchsten Konzentrationen aufweisen. Forscher haben verschiedene Gene für die GSL-Produktion beschrieben, insbesondere in Arabidopsis thaliana, die als Modell zum Verständnis der GSL-Biosynthese in Brassica-Pflanzen dienen.
Trotz erheblicher Fortschritte bleibt die Verbesserung des GSL-Gehalts und der GSL-Stabilität weiterhin eine Herausforderung, die von genetischen, umweltbedingten und agronomischen Faktoren beeinflusst wird. Strategien wie Pflanzenzucht, Biotechnologie, Stoffwechseltechnik und mikrobielle Wirtstechnik werden eingesetzt, um den GSL-Gehalt zu erhöhen.
Zukünftige Forschungen zielen darauf ab, die GSL-Synthese durch die gezielte Ansteuerung wichtiger regulatorischer Gene und Signalwege zu verbessern. Dabei kommen moderne Techniken wie CRISPR/Cas9 für präzise genetische Modifikationen zum Einsatz.
Laut dem leitenden Forscher der Studie, Yogesh K. Ahlawat, „ist das Ziel dieser Untersuchung, uns dabei zu helfen, mehr über die komplizierten Zusammenhänge zwischen Glucosinolat-bezogenen Prozessen zu erfahren und wie diese genutzt werden können, um Pflanzen bei der Stressbewältigung zu helfen.“
Zusammenfassend haben die Forscher GSLs in Brassicaceae-Pflanzen untersucht und ihre Rolle bei Stresstoleranz und gesundheitlichen Vorteilen hervorgehoben. Sie fassten den Forschungsfortschritt bei traditioneller Züchtung, gentechnischen Verfahren und mikrobieller Technik zur Verbesserung des GSL-Gehalts zusammen.
Der Schwerpunkt künftiger Forschungen wird auf der Optimierung der GSL-Produktion durch fortschrittliche biotechnologische Methoden und genetische Manipulation wie CRISPR/Cas9 liegen, um gesündere, stresstolerante Brassica-Pflanzen zu entwickeln, die der wachsenden Nachfrage der Verbraucher nach nahrhaften Lebensmitteln gerecht werden.
Mehr Informationen:
Shakshi Bansal et al, Enthüllung des Potenzials von Glucosinolaten zur Verbesserung der Ernährung und Stresstoleranz in Kohl Ernten, Gemüseforschung (2024). DOI: 10.48130/vegres-0024-0016