Alkaloide: Sind Lupinen das Protein-Lebensmittel der Zukunft?

Forschung zeigt genetische Grundlage für niedrige Alkaloidwerte in Lupinen.

In einer neuen Studie hat ein internationales Forschungsteam erstmals das "Süßgen" identifiziert, das für niedrige Alkaloidwerte verantwortlich ist. Durch diese Entdeckung könnte es einfacher sein, schmackhaftere Pflanzen in größeren Mengen anzubauen.

Die Suche nach Süße

Vor etwa 100 Jahren entdeckten Pflanzenzüchter in Deutschland natürliche Mutationen, die "süße Lupinen" mit deutlich niedrigeren Bitterstoffgehalten hervorbrachten. Sie entwickelten süße Sorten der weißen Lupine (Lupinus albus), der schmalblättrigen Lupine (Lupinus angustifolius, die in Australien hauptsächlich angebaut wird) und der selteneren gelben Lupine (Lupinus luteus).

Im Laufe der letzten 50 Jahre wurden Lupinen immer häufiger als Futtermittel für Nutztiere verwendet. Süße Lupinen eignen sich dafür besonders gut, da sie nicht aufwändig gewaschen werden müssen. Sie werden auch zunehmend von Menschen verzehrt - und wir reagieren sehr empfindlich auf Bitterkeit.

Eine genetische Suche

Unsere Kollegen in Dänemark untersuchten die Biochemie der verschiedenen Alkaloide in bitteren und süßen Sorten. Durch die Analyse der Alkaloidzusammensetzung konnten wir Rückschlüsse auf die beteiligten Gene ziehen.

Meine eigene Arbeit konzentrierte sich auf die genetischen Aspekte. Wir analysierten 227 Sorten weißer Lupinen und testeten ihre Alkaloidwerte.

Dann haben wir gemeinsam mit Kollegen in Frankreich Marker im Lupinengenom untersucht und versucht, hohe und niedrige Alkaloidwerte mit den Genen in Verbindung zu bringen.

Wir hatten Hinweise darauf, in welchem Bereich eines Dutzends Gene das Gen unserer Vermutung nach liegen würde. Eins davon schien besonders vielversprechend zu sein, also haben wir viele DNA-Marker entwickelt, um herauszufinden, welche Sequenz in diesem Gen variiert.

Schließlich fanden wir eine sehr starke Verbindung zwischen einer Veränderung der Alkaloidwerte und einer Variation einer einzelnen Sequenz in unserem Gen.

Der letzte Test bestand darin herauszufinden, ob eine Variation in diesem Gen auch bei anderen Lupinensorten Süße hervorrufen würde. Bei anderen Pflanzen könnten wir dafür gentechnische Werkzeuge nutzen, aber aus verschiedenen Gründen ist das bei Lupinen schwierig.

Also wandten wir uns an ein Unternehmen namens Traitomic, das eine Vielzahl von Samen schmaler Lupinen auf das Vorhandensein der von uns gesuchten Mutation untersuchte. Und als wir diese Pflanze testeten, hatte sie geringe Alkaloidwerte - was bestätigte, dass wir tatsächlich das "Süßgen" gefunden hatten.

Ein verlässlicher Marker

In der Praxis ist es etwas knifflig, süße weiße Lupinen anzubauen. Es gibt mehrere verschiedene Sorten mit unterschiedlichen niedrigen Alkaloidgenen, und wenn sich diese Sorten kreuzen, können wieder bittere Lupinenpflanzen entstehen.

Die Forschung liefert Züchtern jetzt einen verlässlichen genetischen Marker, um zu wissen, mit welchen Sorten sie es zu tun haben. Das bedeutet, dass es nun viel einfacher sein wird, konsequent süße weiße Lupinen anzubauen.

Derzeit wird in Australien hauptsächlich schmalblättrige Lupine angebaut, unter anderem weil es schwierig war, die weiße Lupine süß zu halten (und weil sie von einer Pilzkrankheit namens Lupinen-Anthraknose geplagt wurde). Vielleicht sehen wir in Zukunft also ein Comeback der weißen Lupine.

Quelle: Is this the protein plant of the future? New study finds 'sweetness gene' that makes lupins tastier