Stellen Sie sich eine kleine Frucht vor, die wie eine Kreuzung aus Tomate und Ananas schmeckt und in eine natürliche Papierlaterne eingewickelt ist. Das ist die Andenbeere (Physalis grisea) – ein wenig bekannter Verwandter der Tomate, der seit Jahrhunderten in aller Stille in Gärten und auf kleinen Bauernhöfen in ganz Nordamerika wächst. Dank modernster genetischer Forschung wird diese bescheidene Frucht nun für das 21. Jahrhundert aufgewertet.
Seit über sechs Jahren führt ein Forscherteam unter der Leitung von Dr. Joyce Van Eck am Boyce Thompson Institute das „Physalis Improvement Project“ durch. Ziel ist es, die Physalis von einer Gartenneuheit in eine gängige Nutzpflanze zu verwandeln, die eines Tages neben Blaubeeren und Brombeeren in Ihrem örtlichen Lebensmittelgeschäft zu finden sein könnte.
„Grabenbeeren haben eine Menge zu bieten. Sie sind nahrhaft, haben einen einzigartig köstlichen Geschmack und können in einer Vielzahl von Klimazonen wachsen. Das Problem ist, dass sie einige lästige Eigenschaften haben, die ihren Anbau im großen Maßstab erschweren“, bemerkt Savanah Marie Dale, Doktorandin und Co-Erstautorin des kürzlich veröffentlichten Artikels des Teams in Pflanzen, Menschen, Planet.
Die Wuchsform der Andenbeeren ist ausladend, was ihre Pflege erschwert. Außerdem lassen sie ihre Früchte bei Reife zu Boden fallen (daher der Name), was die Ernte erschwert und das Risiko einer Kontamination durch bodenbürtige Krankheitserreger erhöht. Anstatt Jahrzehnte damit zu verbringen, Andenbeeren gezielt zu züchten, um diese Probleme zu überwinden, verwendet das Team eine Gentechnik namens CRISPR/Cas9, um präzise Änderungen an der DNA der Pflanze vorzunehmen.
Durch die Veränderung bestimmter Gene haben die Forscher bereits beeindruckende Fortschritte erzielt. Sie haben Andenbeerenpflanzen mit kompakterem Wuchs gezüchtet, die sich dadurch leichter kultivieren lassen. Außerdem haben sie die Fruchtgröße erhöht und arbeiten an Methoden, um die Früchte länger an der Pflanze zu halten. So wird die Ernte einfacher und sicherer, weil die Früchte nicht vom Boden aufgesammelt werden müssen.
„Über die landwirtschaftliche Nutzung hinaus dient die Andenbeere als wertvolle Modellart für die Untersuchung der Familie der Nachtschattengewächse, zu der auch wirtschaftlich wichtige Nutzpflanzen wie Tomaten und Kartoffeln gehören“, sagte Elise Tomaszewski, Doktorandin und Co-Erstautorin des kürzlich erschienenen Artikels über das Projekt.
Die Erforschung der einzigartigen Merkmale der Erdbeere, wie etwa ihrer papierlaternenartigen Hülle (aufgeblasener Kelch) und der Mechanismen der Fruchtabszission (der Vorgang, bei dem sich eine Frucht von ihrer Mutterpflanze löst), liefert Erkenntnisse, die zur Verbesserung verwandter Nutzpflanzen eingesetzt werden könnten. Die Doppelrolle der Erdbeere als Nutzpflanze und Modellorganismus unterstreicht ihre wissenschaftliche und praktische Bedeutung.
Das Projekt untersucht außerdem, wie die Kapstachelbeere auf natürliche Weise bestimmten Schadinsekten widersteht. Dieses Wissen könnte auch auf andere Nutzpflanzen übertragen werden, um den Bedarf an Pestiziden zu senken.
„Die Verbesserung der Andenbeere kommt nicht nur denjenigen zugute, die diese nahrhafte Frucht anbauen und verzehren, sondern erweitert auch unser Verständnis der Pflanzenbiologie, was für die zukünftige Entwicklung in der Landwirtschaft von entscheidender Bedeutung ist“, erklärte Van Eck.
Angesichts der kombinierten Herausforderungen des Klimawandels und der Nahrungsmittelsicherheit auf globaler Ebene ist die Physalis-Verbesserungsprojekt bietet einen Einblick in eine Zukunft, in der die Wissenschaft dazu beitragen kann, widerstandsfähigere, produktivere und nachhaltigere Nahrungsmittelsysteme zu schaffen.
Mehr Informationen:
Savanah Marie Dale et al., Die Zukunft von Physalis grisea gestalten: Ein Fokus auf landwirtschaftliche Herausforderungen, den Status der Modellart und angewandte Verbesserungen, Pflanzen, Menschen, Planet (2024). DOI: 10.1002/ppp3.10536