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Samstag, 19.08.2017
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Genmanipulation macht Chrysanthemen blau

Einschleusen von zwei Genen erzeugt in der Natur nicht vorkommenden Farbton

Natur ausgetrickst: Blaue Rosen, Nelken oder Chrysanthemen sind von der Natur nicht vorgesehen. Doch jetzt haben Forscher erstmals blaue Chrysanthemen erzeugt - durch das Einschleusen von nur zwei Genen. Diese Gene produzieren Enzyme, die einen rötlichen Pflanzenfarbstoff chemisch verändern und dadurch blau werden lassen, wie die Forscher im Fachmagazin "Science Advances" berichten. Nach der gleichen Methode könnten künftig auch Rosen blaue Blüten bekommen.
Aus Rosa wird Blau: Normale Blütenfarbe der Chrysanthemen und blaue Blüten nach der Genmanipulation.

Aus Rosa wird Blau: Normale Blütenfarbe der Chrysanthemen und blaue Blüten nach der Genmanipulation.

Ob Kornblume, Flieder oder Veilchen: Blaue Blüten gibt es in der Natur häufig. Doch ausgerechnet bei den beliebtesten Zuchtblumen – Rosen, Lilien, Nelken und Chrysanthemen – kommt die blaue Farbe nicht vor. Züchter versuchen daher schon seit Jahrhunderten, blaue Sorten dieser Blumen zu erzeugen – leider vergeblich. Und selbst mit Gentechnik schafften Forscher es bisher nur, die Blütenfarbe von Rosen und Nelken ins Violette zu verschieben.

So blau wie nie


Jetzt jedoch ist der ersehnte Farbwechsel endlich gelungen: Naonobu Noda vom japanischen Nationalen Forschungszentrum für Landwirtschaft und Lebensmittel und seine Kollegen haben erstmals Chrysanthemen mit blauen Blüten erzeugt. "Unter allen transgenen Blumen sind dies blauesten jemals produzierten", betonen die Forscher.

Fast noch wichtiger aber: Diese Blaufärbung gelang durch das Einschleusen von nur zwei Genen in das Erbgut der Blumen. Bisher galt die Farbregelung bei Blüten als zu komplex, um durch nur wenige Eingriffe verändert zu werden. Eines der Gene stammt aus der Marien-Glockenblume (Campanula medium), das andere aus der Blauen Klitorie (Clitoria ternatea), eine mit den Erbsen verwandten Pflanze. Beide Gene kodieren Enzyme, die in ihren jeweiligen Pflanzen zur blauen Blütenfarbe beitragen.


So blau wie nie zuvor erreicht: Transgene blaue Chrysanthemen

So blau wie nie zuvor erreicht: Transgene blaue Chrysanthemen

Umwandlung in zwei Schritten


In ihrem Experiment schleusten Noda und seine Kollegen beide Gene mithilfe des Agrobacterium tumefaciens in das Erbgut von Chrysanthemenblättern ein. Aus diesen Blättern züchteten sie dann komplette Pflanzen und untersuchten, wie die von den eingeschleusten Genen produzierten Enzyme die natürlichen Pigmente der Blüten veränderten.

Es zeigte sich: Die fremden Enzyme setzten an einem bestimmten Pflanzenfarbstoff an, den sogenannten delphinidin-basierten Anthocyanen. Normalerweise erzeugen diese Pigmente die rote und rosa Farbe von Blüten. Durch die Enzyme jedoch wurden zwei chemische Reaktionen ausgelöst, durch die sich einige Anlagerungen an diesen Farbstoffmolekülen veränderten. Als Folge wechselte die Farbe der Pigmente von rosa zu blau.

Blaue Rose rückt in Reichweite


"Wir haben damit die Entwicklung einer blauen Blütenfarbe durch eine nur zweischrittige Modifikation der Anthocyan-Struktur erreicht", erklären Noda und seine Kollegen. "Diese einfache Methode ist ein vielversprechender Weg, um auch bei anderen Zuchtblumen blaue Varianten zu erzeugen." Sogar die lange ersehnte blaue Rose könnte damit künftig Realität werden. (Science Advances, 2017; doi: 10.1126/sciadv.1602785)
(AAAS, 27.07.2017 - NPO)
 
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