Wo ist der gute Geschmack?

Tomaten werden seit tausenden von Jahren vom Menschen gezüchtet und negative Eigenschaften dabei nach und nach eliminiert. Bei der Züchtung von möglichst großen Früchten hat sich jedoch das gesamte Metabolitenprofil der Pflanze verändert. Viele Gene gingen dabei verloren, die für das süßfruchtige Aroma der Tomate verantwortlich sind. Die wohl drängendste Frage lautet jetzt: Lässt sich dieser Fehler berichtigen?

Es gibt wohl keine andere Frucht, die so vielfältig ist wie die Tomate. Ob roh und pur, zu Soße passiert oder als Bestandteil von Gratins, Suppen oder Salaten: Tomaten passen immer. Kein Wunder also, dass Tomaten in Deutschland (und vielen anderen Ländern) das meistverzehrte Gemüse überhaupt sind. Durchschnittlich 27 Kilogramm Tomaten isst jeder Bundesbürger pro Jahr. Doch Verbraucher beklagen schon seit langem, dass viele der prallen, roten Früchte äußerst fad und wässrig schmecken.

Ein internationales Forscherteam hat jetzt analysiert, zu welchem Zeitpunkt der mehrere tausend Jahre umspannenden Kultivierungsgeschichte der Pflanze der süßfruchtige Geschmack der Tomaten verloren gegangen ist. Hierbei kann man grob zwei Phasen unterscheiden. Zum einen die Domestikationsphase der Tomate, mit der alles begann. Aus einer Pflanzenpopulation wurden über Generationen hinweg immer wieder diejenigen Exemplare ausgewählt und weitervermehrt, die gewünschte Eigenschaften aufwiesen.

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Daran schloss sich die Züchtungsphase an, bei der Tomatenpflanzen mit unterschiedlichen Eigenschaften gezielt miteinander gekreuzt wurden. Die nachfolgenden Generationen enthielten dadurch gleich eine Kombination gewünschter Eigenschaften.

Das Ergebnis der Studie überrascht. „Die erste Phase der Domestikation beeinflusste die Tomaten weniger als die darauffolgende Züchtungsphase“, erklärt Alisdair Fernie, der am Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenforschung arbeitet und an der Studie beteiligt war. Während der Domestikation veränderten sich nur 389 Inhaltsstoffe (Metabolite), während der Züchtungsphase waren es hingegen 614.

Erst Domestikation, dann Verbesserung

Die Wissenschaftler untersuchten dazu die genetische und inhaltliche Zusammensetzung von 610 Tomaten unterschiedlichen Ursprungs, darunter 42 Wildarten sowie 568 Akzessionen von rotfruchtigen kultivierten Tomaten. Die Unterschiede in der Metabolitenzusammensetzung deckten die Wissenschaftler durch Massenspektrometrie auf.

Die heutigen Kulturtomaten haben eine lange Züchtungsgeschichte hinter sich. Es fing an mit buschigen Tomatenpflanzen mit winzigen, roten Früchten aus den peruanischen Anden (Solanum pimpinellifolium). Daraus entstanden in der Domestikationsphase zunächst kleine, wohlschmeckende Kirschtomaten (Solanum lycopersicum var. Cerasiforme). Anschließend züchtete man daraus die oft mehr als einhundert Gramm schweren Sorten (Solanum lycopersicum), die wir heute im Supermarkt finden.

Gene für die Fruchtgröße nehmen andere Gene „Huckepack“

Während der Domestikation verloren die Tomaten viele giftige, bittere Steroid-Glykoalkaloide aus den Früchten. Die Tomaten wurden bekömmlicher und leckerer. Anschließend lag das Augenmerk der Züchter vor allem darauf, immer größere Früchte zu erzeugen.

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Daher wurden Gene im Genom fixiert, die für das Fruchtgewicht verantwortlich sind. Dazu zählt beispielsweise fw11.3. Doch beeinflussen diese Gene etwa auch den Metabolismus von Aromastoffen? Nicht ganz. „Aber in der Nähe von fw11.3 befinden sich viele Gene für den Aromastoffwechsel, die jetzt ebenso im Genom fixiert sind“, erklärt Fernie. Wird fw11.3 vererbt, nimmt es diese – nicht immer geschmacklich vorteilhaften – Gene „Huckepack“.

Smart Breeding kann verlorene Eigenschaften zurückbringen

Bei Tomaten und übrigens auch bei vielen anderen Kulturpflanzenarten sind während der gesamten Züchtungsgeschichte 95 Prozent der allelischen Diversität verlorengegangen. Das bedeutet: Die Gene sind zwar noch vorhanden, aber meist existieren nur noch sehr wenige Genvarianten (Allele) von ihnen.

Kennt man ihre Position im Genom, so lassen sich mit Hilfe von Smart Breeding neue Allele aus Wildtomaten in kommerziell erfolgreiche Tomatensorten einkreuzen. Dabei sind jedoch viele Kreuzungsrunden notwendig, denn am Ende sollten nicht mehr als fünf bis zehn Prozent Wildtomatengene in den Kultursorten sein. „Mehr verkraften die Pflanzen nicht“, erklärt Fernie.

Züchter haben mit dieser Strategie bereits erfolgreich Resistenzgene gegen Krankheiten in Kulturtomaten überführt. Dieses Prinzip könnte jetzt auch auf „Geschmacksgene“ angewandt werden. Vielleicht lassen sich damit sogar gesündere Tomaten züchten. Denn viele der bitteren, giftigen Steroid-Glykoalkaloide, die aus den Tomaten entfernt wurden, werden vom Stoffwechsel der Tomaten zu einem bestimmten Zeitpunkt in Moleküle umgewandelt, die positiv für die menschliche Gesundheit sind. Vielleicht lohnt es sich also, einige der Steroid-Glykoalkaloide ganz gezielt wieder in Kulturtomaten einzukreuzen. Aber für diesen Schritt ist noch viel Fine-Tuning nötig.