Ein Team von deutschen Wissenschaftern hat mithilfe genetischer Eingriffe in das Erbgut der Pflanze violette Tomaten geschaffen. Dafür schleusten die Forscher um Sylvestre Marillonnet vom Leibniz-Institut für Pflanzenbiochemie (IPB) in Halle an der Saale die für die Biosynthese von Betanin benötigten Gene ein und aktivierten sie in den reifenden Früchten. Betanin ist ein natürlicher Lebensmittelfarbstoff, der in Roten Rüben vorkommt.

Weiterentwicklung von Genetic Engineering-Methoden

Das Hauptziel der im Fachjournal "Frontiers in Plant Science" veröffentlichten Studie war freilich nicht in erster Linie eine neue Tomatensorte zum Verzehr, sondern vielmehr die Weiterentwicklung der Genetic Engineering-Methoden, die sich mit der Produktion eines gut sichtbaren Farbstoffes sehr viel einfacher analysieren lassen. Denn Pflanzen sind zwar effektive, aber sehr komplizierte Produktionssysteme. Sie verfügen über viele Regulationsmechanismen, die die gesamte Biosynthese der zu produzierenden Substanz mitunter drosseln können. "Diese komplexen Rückkopplungen sind bisher kaum verstanden", sagt Marillonnet. "Hier bedarf es noch viel Forschungsarbeit".

Auch im Falle von Betanin musste lange vorgeplant und nachjustiert werden, um die Tomaten zur gewünschten Syntheseleistung zu animieren. So haben die Wissenschafter nicht nur die drei für die Betaninproduktion erforderlichen Biosynthesegene in die Tomatenpflanzen gebracht, sondern zusätzlich noch mehrere genetische Schalter mit denen die eingeschleusten Gene nur in den Früchten und alle gleichzeitig exakt zur Reifezeit aktiviert werden konnten.

Tief purpurfarbene Tomaten

Dennoch war die Betaninproduktion in den Früchten zunächst gering. Erst durch das Einbringen eines vierten Genes, das für die Bereitstellung eines wichtigen Ausgangsstoffes sorgte, konnte die Biosynthese des Farbstoffes nachhaltig gesteigert werden. So entstanden tief purpurfarbene Tomaten, die sogar mehr Betanin enthalten als Rote Rüben.

Die Studie der Hallenser Wissenschafter liefert zunächst einen wichtigen Erkenntnisgewinn zu gentechnischen Methoden, "dennoch", führt Marillonnet weiter aus, "wären diese Tomaten auch zum Verzehr geeignet und hätten sogar einen gesundheitsfördernden Effekt". Denn wie viele Farbstoffe wirkt auch das Betanin stark antioxidativ. Zudem könnten die lila Früchte auch als Quelle des Lebensmittelfarbstoffes Betanin dienen. Erste Versuche Joghurt und Limonade mit Tomaten-Betanin zu färben verliefen vielversprechend. (red, 22.10.2021)