Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Geschmackssache: Erfolgreiche Suche nach Aroma-Genen des Apfels

20.05.2011
Julius Kühn-Institut identifiziert mit Partnern Schlüssel-Gen für Fruchtestergehalte in bevorzugten Geschmackstypen. Wichtiger Schritt zur Aufklärung molekularer Grundlagen des Apfelaromas und zur gezielten Geschmackszüchtung

„Über Geschmack lässt sich streiten“, sagt ein Sprichwort. Wie um diese Aussage Lügen zu strafen, weisen jedoch nahezu alle erfolgreichen Apfelsorten auf dem deutschen und internationalen Markt Aromaprofile mit einem besonders hohen Anteil an Fruchtestern auf. Das Julius Kühn-Institut (JKI) führte über mehrere Jahre wissenschaftliche Verkostungen von Äpfeln durch.

Die Verkoster bevorzugten einhellig bestimmte Typen aromatisch-fruchtiger Äpfel. Der von Züchtern und Aromaforschern als „Estertyp“ bezeichnete Aromaeindruck der reifen Äpfel zeichnet sich durch eine Kombination von Geruchsnoten aus, die auf verschiedenen Fruchtestermustern basieren. Wissenschaftler des JKI haben in Kooperation mit italienischen Partnern ein Gen dingfest gemacht, dem eine Schlüsselrolle bei der Ausprägung der weltweit bevorzugten Estertypen zukommt. Die Ergebnisse sind in der Zeitschrift „Molecular Breeding“ erschienen (DOI 10.1007/s11032-011-9577-7).

Die gezielte Züchtung von Apfeltypen mit bestimmten Aromaeigenschaften ist ein langwieriger und zufallsbehafteter Prozess. Er dauert 20 oder mehr Jahre. Obwohl mehr als 300 aromagebende Substanzen bekannt sind, weiß man über die Vererbung der Aromamuster wenig. Will man jedoch den Zuchtprozess beschleunigen, führt kein Weg an Selektionsverfahren auf der Ebene der beteiligten Aroma-Gene vorbei, die man zunächst kennen muss. In einem ersten Schritt wurde am JKI eine Methode entwickelt, mit der sich Aromamuster von Äpfeln effektiv bestimmen lassen. Die „Geschmacksmessung“ mit Hilfe hoch-sensitiver Gaschromatographie wurde auf 102 Apfelsorten angewendet. Ihre biochemischen Aromaprofile wurden erfasst und dokumentiert. „Hinsichtlich ihres Gehaltes an aromaaktiven Estern kristallisierten sich wenige Gruppen heraus. Etwa ein Drittel der Sorten wies normale bis hohe Estergehalte auf. Bei einem weiteren Drittel wurden so gut wie keine dieser Fruchtester gemessen“, sagt Dr. Detlef Ulrich vom JKI in Quedlinburg.

Seine Ergebnisse flossen in die molekularbiologischen Arbeiten zur Suche nach dem entscheidenden Gen ein. Zunächst wurde eine bioinformatische Analyse der kürzlich von den italienischen Projektpartnern (IASMA) publizierten vollständigen Genomsequenz des Apfels durchgeführt. Daraufhin wurde das als möglicher Kandidat identifizierte Gen MdAAT1 am JKI in Dresden für die 102 gaschromatographisch analysierten Sorten genauer untersucht (partiell sequenziert). „Es stellte sich heraus, dass schon kleine Unterschiede in der Abfolge der Basen im MdAAT1-Gen mit der Eigenschaft, viel oder wenig Ester zu produzieren, einher gehen“, berichtet Dr. Frank Dunemann. Der Austausch einzelner genetischer Buchstaben innerhalb der Gensequenz führt also zu veränderten Aromaprofilen.

Sowohl für Sorten ohne Ester als auch für Sorten des bevorzugten „Estertyps“ wurden eindeutige Buchstabenkombinationen gefunden. Sehr wahrscheinlich ist das Gen MdAAT1, welches das Enzym Alkoholacyltransferase steuert, für die hohe Variabilität der Estergehalte in den verschiedenen Apfelsorten verantwortlich. Bisher fehlte das genetische Basis-Wissen über die wichtigsten etwa zwanzig Schlüsselkomponenten, die maßgeblich das Aroma einer Apfelsorte prägen. Deshalb ist die erfolgreiche Ableitung dieses molekularen Markers für den Estergehalt ein wichtiger Schritt in Richtung einer gezielten Geschmackszüchtung beim Apfel.

Ihre wissenschaftlichen Ansprechpartner:

Für Fragen zur molekularen Züchtung
Dr. Frank Dunemann in Dresden
Tel.: 0351 / 26162-23 oder 29
frank.dunemann(at)jki.bund.de
Für Fragen zur Aromaanalytik
Dr. Detlef Ulrich in Quedlinburg
Tel.: 03946 / 47-321
detlef.ulrich(at)jki.bund.de
Hintergrundinfo zu den Originalartikeln:
Die neuen Erkenntnisse zu den molekularen Grundlagen des Apfelaromas sind aus einem mehrjährigen Projekt von Forschern des Julius Kühn-Instituts an den Standorten Dresden-Pillnitz und Quedlinburg sowie einer Forschungseinrichtung in Italien (IASMA, San Michele all’Adige, Trento) hervorgegangen: Dunemann, F.; Ulrich, D.; Malysheva-Otto, L.; Weber, W.E.; Longhi, S.; Velasco, R.; Costa, F.: Functional allelic diversity of the apple alcohol acyl-transferase gene MdAAT1 associated with fruit ester volatile contents in apple cultivars ist erschienen in Molecular Breeding 2011. Online first 21.04.2011; DOI 10.1007/s11032-011-9577-7

Erkenntnisse über die Geschmacks-Präferenz der Estertypen: Ulrich, D.; Hoberg, E.; Fischer, C. Diversity and dynamic of sensory related traits in different apple cultivars. Journal of Applied Botany and Food Quality 2009, 83 (1), S. 70-75.

Stefanie Hahn | idw
Weitere Informationen:
http://www.jki.bund.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Ionen gegen Herzrhythmusstörungen – Nicht-invasive Alternative zu Katheter-Eingriff
20.01.2017 | GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH

nachricht Leibwächter im Darm mit chemischer Waffe
20.01.2017 | Max-Planck-Institut für chemische Ökologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

21.500 Euro für eine grüne Zukunft – Unserer Umwelt zuliebe

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

innovations-report im Interview mit Rolf-Dieter Lafrenz, Gründer und Geschäftsführer der Hamburger Start ups Cargonexx

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

Niederlande: Intelligente Lösungen für Bahn und Stahlindustrie werden gefördert

20.01.2017 | Förderungen Preise