Eine der beliebtesten Sommerbeeren könnte dank neuer Forschungen an der Cranfield University länger im Kühlschrank haltbar sein. Forscher haben eine neue Methode zur Editierung der DNA von Himbeeren veröffentlicht, mit dem Ziel, eine nachhaltigere Produktion und weniger Lebensmittelabfälle zu erreichen.
Die neue Studie beschreibt eine neuartige Methode zur Isolierung einzelner Zellen (Protoplasten) aus dem Blattgewebe von Himbeermikropflanzen, die in steriler Gewebekultur gezüchtet wurden, berichten die Forscher.
Die Protoplasten wurden dann mit CRISPR-Cas9 genbearbeitet, einer revolutionären Biotechnologie, die so programmiert werden kann, dass sie auf jeden Bereich des Genoms abziele und Veränderungen an der DNA vornimmt. Diese Studie ist die erste, in der die CRISPR-Geneditierung bei roten Himbeeren (Rubus idaeus) in einer peer-reviewten Publikation validiert wurde. Nachdem die DNA-freie Geneditierung bei Himbeeren validiert wurde, könnte sie eine viel schnellere, effizientere und präzisere Züchtung neuer Himbeersorten mit verbesserten Eigenschaften ermöglichen – dies könnte in Zukunft zu schmackhafteren und nachhaltigeren Himbeeren in den Supermarktregalen führen.
Beispielsweise führte eines der in dieser Studie bearbeiteten Gene, NPR1, bei der Bearbeitung in Tomaten zu einer erhöhten Resistenz gegen Grauschimmel. In Zukunft könnte dies möglicherweise dazu genutzt werden, Himbeersorten mit längerer Haltbarkeit zu züchten, wodurch Lebensmittelabfälle reduziert und die Nachhaltigkeit verbessert würden. Diese Techniken könnten auch zu Himbeeren führen, die süßer und größer sind, keine Kerne haben oder höhere Erträge und eine größere Widerstandsfähigkeit gegen Hitzewellen aufgrund des Klimawandels ermöglichen.
Entscheidend sei, dass die Genbearbeitung die Sortenverbesserung beschleunigen wird: Präzise verbesserte Versionen von Elite-Himbeersorten könnten in etwa zwölf Monaten hergestellt werden und wären dann bereit für die Vermehrung und Versuche auf dem Feld. Im Vergleich dazu ist die traditionelle Pflanzenzüchtung auf Kreuzbestäubung und das Glück einer zufälligen Genmischung angewiesen, gefolgt von einer zehnjährigen oder längeren Feldselektion, bevor eine marktnahe Bewertung beginnen kann.
Der letzte Schritt bestehe darin, Wege zu finden, um ganze Himbeerpflanzen aus den geneditierten einzelligen Protoplasten zu regenerieren, was bei vielen Pflanzen möglich ist, bei anderen jedoch schwierig sein kann. Die regenerierten Pflanzen würden dann geneditierte Himbeeren mit vorteilhaften Eigenschaften wie einer höheren Resistenz gegen Schimmel produzieren. Wichtig sei, dass die DNA-freie Genbearbeitung nicht zur Erzeugung eines genetisch veränderten Organismus (GVO) führe. Die Veränderungen der DNA in dieser Studie sind auf genetischer Ebene nicht von denen zu unterscheiden, die durch natürliche Mutationen im Laufe der Zeit oder durch traditionelle Pflanzenzüchtung entstehen. Das liegt daran, dass keine nicht-native (d.h. nicht aus Himbeeren stammende) DNA in das Himbeergenom eingeführt wird. Stattdessen wird CRISPR als Cas9-Protein und Leit-RNA in die Himbeerprotoplasten eingeführt, wodurch die DNA bearbeitet wird, ohne dass diese physisch in das Himbeergenom eingefügt werden. Dies ist entscheidend für die Einhaltung des neuen Gesetzes über Gentechnologie (Präzisionszüchtung) (2023), das nur nicht-transgene Veränderungen der DNA in Nutzpflanzen für die Produktion und den Verbrauch in England zulässt.
„Präzisionszüchtungstechniken sind unerlässlich, um Lebensmittelverschwendung zu bekämpfen, die Nachhaltigkeit und den Nährwert von Lebensmitteln zu verbessern und die Lebensmittelkosten zu senken“, sagte Ryan Creeth, der Doktorand, der die neue Methode zusammen mit den Co-Autoren Dr. Zoltan Kevei und Prof. Andrew Thompson entwickelt hat. „Es ist wirklich wichtig, dass wir modernste Techniken wie die DNA-freie Genbearbeitung bei einer größeren Vielfalt von Nutzpflanzen voll ausschöpfen, um die Forschung aus der Wissenschaft erfolgreich in die Praxis zu übertragen. Es sind weitere Forschungsarbeiten erforderlich, insbesondere im Hinblick auf die Regeneration genbearbeiteter Himbeerpflanzen. Aber es ist ein vielversprechender Anfang für eine der beliebtesten Beerenfrüchte des Landes.“
