DOMESTIKATION IM SCHNELLDURCHGANG - EINE PUBLIKATIONSREIHE DER WISSENSCHAFTSSCHEUNE
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Eine Publikationsreihe der Wissenschaftsscheune (WiS) : : : Heft 6, Dezember 2012 Domestikation im Schnelldurchgang
Inhalt
1 3 5
2 4
Frühstück! N2-Fixierung Mahlzeit ! Von der Lupinen -
Auf die richtige Über Knöllchen- Wieviele essentielle „Zähmung“ die neuen Sterne
Mischung kommt es an Bakterien und ihre Aminosäuren braucht der Soja am Himmel
Bedeutungnen der Mensch
E Seite 4 E Seite 6 E Seite 7 E Seite 8 E Seite 12
2 WiS Begierig :::Dezember 2012 :::Domestikation im Schnelldurchgang
Frühstück!
1
G
uten Morgen ! Aminosäuren
mg/kg
mg
/70kg
Brauchen Tiere auch Aminosäu-
Heute gibt‘s unter Körpergewicht
ren? Ja, auch sie können nicht alle
anderem Ei, Spiegelei! His9din
10
700
selber herstellen. Also, woher
Sieht ja ganz lecker stammen sie dann? Natürlich aus
Isoleucin
20
1400
aus mit dem gelben ihrer Nahrung und das sind meistens
Dotter inmitten des weißen Eiweißes. Leucin
39
2730
Pflanzen. Und die haben recht
Eiweiß? Lysin
30
2100
unterschiedliche Aminosäurezusam-
mensetzungen, d.h. für uns sind
Methionin
15
1050
Ich, Budo, frage mich woraus das (Cystein)
schon daher nicht alle Pflanzen
denn besteht. Ein wenig „googlen“ gleich gut für eine ausgewogene
Phenylalanin
25
1750
hilft und ich lerne: Eiweiß besteht aus (Tyrosin)
Ernährung.
vielen kleinen Bausteinen, den
Threonin
15
1050
sogenannten Aminosäuren. Davon Eine Pflanzenfamilie, die Fabaceae
gibt‘s so‘ne und solche. Von den 20 Tryptophan
4
280
(Leguminosae), zu deutsch Hülsen-
Aminosäuren die ein Eiweiß, auch Valin
26
1820
früchtler, sind jedoch eine Ausnah-
Protein genannt, ausmachen, kann me. Mit dieser Familie wollen wir uns
(1) Benötigte essentielle Aminosäuren
unser Körper eine ganze Reihe selbst im Folgenden näher beschäftigen,
herstellen, aber 9 Aminosäuren, die denn sie spielt in der Welternährung
sogenannten essentiellen Aminosäu- Eier, aber auch Fleisch, Fisch, eine entscheidende Rolle.
ren, müssen mit der Nahrung zuge- Milch und Käse, also tierische
führt werden. Produkte, enthalten alle diese Amino- Ein paar Vertreter dieser Familie,
säuren und sind daher hervorragende die 730 Gattungen mit fast 20 000
Aus der Empfehlung der Weltge- Quellen für essentielle Aminosäuren. Arten umfasst, sind dir sicherlich
sundheitsbehörde (1) erkennst du, Dennoch, da keine dieser Nah- bestens bekannt, wenn du WiS
dass nicht alle essentiellen Aminosäu- rungsquellen die Aminosäuren im Begierig „Auf dem Indianerpfad“
ren täglich in denselben Mengen geeigneten Mengenverhältnis enthält, gelesen hast, denn darin sind
aufgenommen werden müssen. In sollten recht unterschiedliche Nah- einige wie Phaseolus Bohnen, Jica-
Klammern stehen 2 Aminosäuren, die rungsmittel genutzt werden. ma, die Andenlupine und Erdnuss
für Kinder zusätzlich wichtig sind. beschrieben. Aber die Alte Welt hat
Auf die richtige Mischung kommt es auch einiges an Essbarem aus dieser
an. Familie zu bieten: Ackerbohnen, Erb-
sen, Linsen, Kichererbsen, Lupinen
und Sojabohnen (2).
Domestikation im Schnelldurchgang ::: Dezember 2012 ::: WiS Begierig 3
Hier eine kurze Vorstellung ihrer Samen:
(2) Übersicht einiger essbarer Fabaceae
Was ist eigentlich an den Fabaceae so mit mikrobieller Hilfe können sie den che Aminosäurezusammensetzung.
Besonderes? inerten (reaktionsträgen) Luftstick- Sie enthalten alle für uns wichtigen
stoff in organisch-gebundenen Stick- Aminosäuren. Dies macht sie unent-
Einmal haben die Hülsenfrüchtler stoff überführen. behrlich als Futter- und Nahrungsmit-
eine äußerst ungewöhnliche Eigen- Zum anderen haben die Proteine tel.
schaft: vieler Hülsenfrüchtler eine vorzügli-
4 WiS Begierig :::Dezember 2012 :::Domestikation im Schnelldurchgang
Luftstickstofffixierung
2
S
tickstoff ist in vielen Mole- verknüpft, die zu den stärksten
külen enthalten, so auch in kovalenten Bindungen biologisch
allen Aminosäuren und in bedeutsamer Moleküle zählt. Wie
der DNA natürlich. Meist kann diese Bindung geknackt und in
gewinnen die Pflanzen ihn eine reaktivere Bindung überführt
in Form von Nitrat, das von Boden- werden?
bakterien gebildet wurde, aus der Das industrielle Haber-Bosch-Ver-
Erde. Diese Beziehung hat sich bei fahren ist dir sicherlich noch geläufig.
den Fabaceae (Hülsenfrüchtler) ver- Unter hohem Druck (200 atm) werden
tieft. Bei ihnen leben Stickstoff-fixie- Temperaturen zwischen 400 - 600oC
rende Bakterien der Gattung Rhizobi- benötigt, um den Luftstickstoff mit
um direkt in bestimmten Bereichen einer mageren Ausbeute von 12%
der Wurzel, den Wurzelknöllchen (3). umzusetzen.
Die Biologie muss da wesentlich
Beide Partner leben in einer effektiver sein und natürlich bei 1 atm
Symbiose, die den pflanzlichen Wirt und bei „Raumtemperatur“ arbeiten.
mit fixiertem Luftstickstoff versorgt. Die Nitrogenase der Rhizobien in den
Die Bakterien erhalten dafür Kohlen- Wurzelknöllchen und einige freileben-
hydrate und andere organische de Bakterien schaffen das.
(4) Kreislauf des Stickstoffs
Verbindungen von den Pflanzenzellen.
Zwar wird viel Energie benötigt (16 bakterien.
ATP), aber das Ziel wird erreicht, und
der Luftstickstoff wird in biologisch Die Stickstofffixierung kann
verwertbaren Ammoniak, z.B. in NH4+ 100 kg/ha pro Monat erreichen und
umgewandelt, vorausgesetzt der trägt damit erheblich zur Boden-
Luftsauerstoff kann in den Knöllchen fruchtbarkeit bei.
effektiv kontrolliert werden, denn der
Nitrogenase-Komplex ist sehr emp-
findlich gegenüber Sauerstoff.
Der Kreislauf des Stickstoffs ist
aus (4) ersichtlich.
(3) Mikroskopaufnahme eines Wurzel-
knöllchens der Sojabohne (Glycine max).
Es enthält hunderte Millionen Bradyrhi- Leghämoglobin (5) sorgt in den
zobium-Bakterien. Wurzelknöllchen für eine sehr
niedrige Konzentration an freiem
Im Luftstickstoff N2 sind, wie du Sauerstoff. Dies ist essentiell wichtig
weißt, die beiden Stickstoffatome in für die funktionierende N2 – Fixierung (5) Bändermodell von Leghämoglobin a
einer Dreifachbindung miteinander in der Symbiose mit den Knöllchen- der Sojabohne, mit Häm als Kalotte
Domestikation im Schnelldurchgang ::: Dezember 2012 ::: WiS Begierig 5
Mahlzeit
3
Guten Appetit! Hülsenfrüchtler sind für derartige
Produkte ideal, da z.B. Soja- und
Heute gibt es Rindersteak bzw. Lupinenprotein alle essentiellen
Schweineschnitzel. Aminosäuren enthalten (8).
Übrigens, wusstest du, dass mehr Mengenmäßig im Anbau ist Soja
als 2/3 des Eiweißbedarfs der Europä- die Nr. 1 unter allen Eiweißpflanzen.
er in Form von Soja eingeführt wer-
den? Als Futtermittel versteht sich (6). 2010 wurden 265 Millionen Tonnen
Soja weltweit geerntet, deutlich mehr
(7) Soja Produkte für den Humankonsum als von allen anderen Hülsenfrücht-
lern zusammen.
z.B. Tofu aus (7). Immer vielfältiger
Aber, alles fängt einmal klein an.
werden die angebotenen vegetari-
schen Sojaprodukte.
Wo und wie ging es mit der Soja
Domestikation los?
Aminosäuren
Soja
Lupine
Milch
Met
1,17
0,36
2,39
(6) Soja Fütterung
Thr
3,98
4,05
4,30
Wir essen dann die Steaks oder Val
4,16
4,02
6,37
Schnitzel, um so unseren Bedarf an
essentiellen Aminosäuren zu decken. Ile
4,04
4,69
5,76
Warum essen wir Sojabohnen Leu
7,68
8,82
9,33
nicht direkt?
Phe
4,99
4,78
4,60
Das würde erstens eine Menge
Energie sparen und zweitens eine Lys
6,43
5,18
7,55
unabhängige Proteinquelle schaffen.
Im Falle von Katastrophen wie BSE Trp
2,63
1,14
1,34
(„mad cow disease“) oder einer
Vogel-Grippe gäbe es dann eine Alter- Arg
7,36
13,27
3,45
native in der Proteinversorgung der
Bevölkerung.
Cys
1,13
1,26
0,88
His
2,44
2,86
2,58
Also fangen wir an und tauschen
unser Steak bzw. Schnitzel gegen ein
Tyr
3,73
4,49
4,60
vegetarisches Sojaschnitzel oder (8) Werte sind in g/100g Eiweiß
6 WiS Begierig :::Dezember 2012 :::Domestikation im Schnelldurchgang
Von der „Zähmung“
der Soja
4
Na ja, du weißt ja was jetzt kommt. in ein fremdes Land, das auch heute einen Ursprung von Soja wahrschein-
Ich, Budo, recherchiere in der noch oder schon wieder wichtig für lich am Gelben Fluss (Huang Ho) im
Uni Bibliothek, beame mich in alte, unser Überleben ist: China (9). nördlichen Zentralchina.
längst vergangene Zeiten und DNA-Untersuchungen ergaben
(9) Ursprungsregion der Soja
Domestikation im Schnelldurchgang ::: Dezember 2012 ::: WiS Begierig 7
Ankunft am Xian Xianyang International Xian. Mich zieht es natürlich direkt Terrakotta-Soldaten bewachen sein
Airport, eintauchen in eine andere Welt: zum Grabmal des Qin Shihuangdi Grabmal, die Touristenattraktion
Stadtmauer, Glockenturm, Trom- (259-210 v.Chr.), Begründer der schlechthin (10).
melturm, Wildganspagode und Qin-Dynastie und des chinesischen
Terrakotta Armee (B) unweit von Kaiserreiches. Mehrere tausend
Region Xian Terrakotta
Armee
Huang He
Gelber Fluss
Banpo
Rekonstruktion einer
neolithischen Siedlung
(10) Region Xian, westlich des Huang He
Auf der Rückfahrt nach Xian,
taucht plötzlich Banpo (A), eine
neolithische Siedlung aus der Zeit um
4.800 – 3.600 v. Chr. auf. Demnach
waren die Menschen dieser Region
vor mehr als 6.000 Jahren schon
sesshaft. Ich frage mich, wovon haben
die eigentlich gelebt. Je mehr ich
mich in der damaligen Zeit in diesem
fruchtbaren Tal umsehe, um so
häufiger fällt mir eine kleine, ranken-
de und stark verzweigte Pflanze ins
Auge. 6.000 Jahre später wird sie
Glycine soja oder Wildsoja genannt
(11). (11) Wildsoja (Glycine soja)
Die Blüten sind klein und so auch die
dunklen Hülsen mit den fast schwarzen
Ist das die Pflanze, die den Chine- 1 bis 3 Samen. Allerdings öffnen sich die
sen eine ausreichende Versorgung mit reifen 2 bis 3 cm langen Hülsen leicht
und entlassen ihre Samen effektiv, wie
essentiellen Aminosäuren garantierte, es typisch für Wildpflanzen ist.
der Vorläufer unserer heutigen Soja
(Glycine max)?
8 WiS Begierig :::Dezember 2012 :::Domestikation im Schnelldurchgang
(14) Glycine max
Selbst die bislang vorgelegten
DNA-Studien geben keine eindeutigen
Antworten.
Die Ergebnisse der Analysen legen
die wiederholte Domestikation in
unterschiedlichen Regionen von
Korea, Japan und China nahe (13). So
scheinen die kleinsamigen Soja aus
(12) Domestikation der Soja - Rot umrahmt ist die domestizierte Soja.
Nord-China ein Alter von 9.000 - 8.600
DNA-Sequenzierung der Genome und lebensfähige Hybride liefert, ist Jahren zu haben, wohingegen direkte
von Glycine soja und der domestizier- der Zeitpunkt der Domestikation von Radiokarbon-Datierung großsamiger
ten Soja (Glycine max) weist auf einen Glycine max nur schwer festzulegen. Soja aus Japan und Korea eher auf ein
gemeinsamen Vorläufer hin, der sich Alter von 5.000 bzw. 3.000 Jahren
bereits vor 270.000 Jahren in die War dieses Ereignis der Domesti- hinweist.
beiden Arten aufspaltete (12). Ver- zierung einmalig oder fand es wieder-
mutlich hatte Glycine max auch nach holt in unterschiedlichen Regionen Die viel größeren Hülsen der
der Trennung immer noch Eigenschaf- Asiens statt? domestizierten G.max umschließen
ten einer Wildpflanze, d.h. optimale
Samenverteilung. Die Domestizierung
fand dann wohl zu einem späteren
Zeitpunkt, so vor etwa 6.000 bis 9.000
Jahren innerhalb der Art Glycine max
statt. Da Kreuzungen zwischen den
beiden Arten bis heute vorkommen
(13) Unterschiedliche Samengrößen (15) Die wichtigsten Sojaproduzenten
Domestikation im Schnelldurchgang ::: Dezember 2012 ::: WiS Begierig 9
fest die ca. 5 Samen und verhindern Könnte so etwas auch planbar
so deren Verteilung anders als bei sein? Wie müsste heute eine Domesti-
den Wildpflanzen. kation ablaufen, damit ein brauchba-
Nach Jahrhunderten der Züchtung res Produkt entsteht und wie lange
ist heute die Soja (Glycine max) der würde das dauern?
wichtigste Eiweißlieferant der Welt Zweckmäßigerweise nehmen wir,
(14 und 15). wegen der Vergleichbarkeit, ebenfalls
eine Hülsenfrucht. Am besten eine,
Einige Fragen bleiben: die auch im Nährwert der Soja
Muss Domestikation notwendiger- ähnlich ist, denn das könnte auch ein
weise ein lang andauernder Prozess Konkurrent in der Nutzung der
sein? Pflanze werden.
Braucht es immer Jahrhunderte oder
mehr? Wie wäre es mit Lupinus? Warum
Ist Domestikation zufällig oder ge- gerade Lupinen?
zielt? Na ja, sie sind schön (16),
sie haben eine der Soja vergleichbare
Vieles geht mir durch den Kopf. Aminosäuren-Zusammensetzung mit
Wahrscheinlich wussten unsere allen essentiellen Aminosäuren und (16) Ornamentale Lupinen
Vorfahren nicht genau was sie taten, noch weitere gute Eigenschaften, falls
vielmehr behielten sie einfach etwas ihre Samen oder Proteine verköstigt Da somit Lupinen attraktiv er-
gesammeltes Saatgut (Samen) zurück werden, z.B.: scheinen, wollen wir uns mit ihrer
und säten es in der Nähe ihrer Sied- Domestikation beschäftigen.
lungen wieder aus, jahraus jahrein.
Sie wären demnach bereits sesshaft Senkung des Blutdrucks, Bevor wir jedoch den großen
gewesen. Reduktion der Blutglucose, Züchter, Reinhold von Sengbusch,
Irgendwo und irgendwann war Insulinfreisetzung, besuchen und beobachten, was er in
dann vielleicht in dem einbehaltenen Cholesterinsenkung, den Gründungsjahren des
Saatgut eine Mutante enthalten. Die Gewichtsabnahme und Kaiser-Wilhelm-Instituts für
Hülse dieser Pflanze ist zwar nicht anti-pilzliche Wirkung. Züchtungsforschung in den späten
mehr spontan geplatzt, allerdings 1920-er Jahre an und mit der Lupine
durch unvorsichtige und leicht Allerdings enthalten Lupinen, wie gemacht hat (17), jetten wir kurz zu
brutale Behandlung ist sie dennoch viele Hülsenfrüchtler auch Allergene. den Indianern in die Anden von
aufgerissen und hat ihre Samen Es bestehen daher auch Kreuzal- Südamerika.
entlassen. Jedenfalls werden sie mit lergien mit Soja und Erdnuss zum
allen anderen Samen unwissentlich Beispiel.
wieder mit ausgesät, wieder geerntet
und ein Teil für das nächste Jahr
aufbewahrt. Auf diese Art und Weise
könnte sich im Laufe der Jahrhunder-
te etwas verändertes Saatgut anrei-
chern, das schlussendlich ein paar
Pflanzen liefert, die nach langer Zeit
als anders erkannt werden. Sie öffnen
im reifen Zustand nicht mehr ihre
Hülsen, so dass ihr Samen nicht mehr
verloren geht. Diese Pflanzen sind
Gold wert. Sie können sich zwar nicht
mehr selber verbreiten, aber sie
liefern regelmäßig und zuverlässig
Nahrung. Diese Pflanzen gelten als
domestiziert, denn sie sind auf die
Verbreitung durch den Menschen
angewiesen. Aber das hat lange
gedauert und war demnach schierer
Zufall. (17) Lupinenzuchtgarten des KWI für Züchtungsforschung 1934 in Müncheberg östlich
von Berlin
10 WiS Begierig :::Dezember 2012 :::Domestikation im SchnelldurchgangLupinen - die neuen
Sterne am Himmel
5
Hoch in den Anden bauen die
südamerikanischen Indianer Tarwi
(Lupinus mutabilis) an (18). Tarwi ist
eine alte Kulturpflanze, die aber
keineswegs domestiziert ist. Wie
viele Leguminosen bildet auch Tarwi
Lektine und Trypsin-Inhibitoren und
Alkaloide, die für den Menschen
unverträglich sind .
Sowohl die Lektine und die
Trypsin-Inhibitoren als auch die
Alkaloide sind für die Pflanze sehr
nützlich, sie dienen der Abwehr von
Krankheitserregern und Fraßfeinden.
Wie schützen die Indianer sich
dann selber vor diesen Substanzen,
wenn sie Tarwi essen? Lupinentortillas
Durch Kochen werden beide
Proteine inaktiviert und die (18) Mittagspause der Andenbewohner
bitteren Alkaloide werden mit
dem Abgießen des Kochwassers
mengenmäßig reduziert.
Achtung! Auch wir kochen
unsere Bohnen aus denselben
Gründen.
Viel ist also an Tarwi nicht domes-
tiziert, vielleicht nur seine mangelnde
Samenverbreitung. Bleibt also noch
viel zu tun. Da steht es um die altwelt-
lichen Lupinen inzwischen besser.
Lupinen wurden bereits von den
Ägyptern und Griechen genutzt.
Weiß, gelb, blau sind die Farben der
altweltlichen Lupinen (19). Sie
wurden erst im letzten Jahrhundert
„gezähmt“ und davon handelt unsere
weitere Geschichte.
Domestikation im Schnelldurchgang ::: Dezember 2012 ::: WiS Begierig 11Kurzvorstellung der Super-Stars:
L. albus L. luteus L. angustifolius
(19) Lupinen der alten Welt
Zwei bedeutende Merkmale der Eine domestizierte Lupine sollte dann :
wilden Lupinen sind:
1. zur Reduzierung der Samenverteilung
1. die aufplatzenden Hülsen, die der Samen- platzfeste Hülsen haben
verteilung 2. zur besseren Bekömmlichkeit alkaloidfrei
2. die Alkaloide (Gifte), die der sein.
Schädlingsabwehr dienen.
platzend platzfest
Nun nach Berlin. tungsforschung, weitergeführt. für viele Krankheiterreger, so dass
Ich, Budo dein Erzähler, führe ein Einige wenige Merkmale, die dem nunmehr neue Krankheits-Resisten-
Interview mit Reinhold von Seng- Schutz vor Fraß und Krankheiten so- zen eingekreuzt werden müssen.
busch Mitte der 1920-er Jahre wie der Verbreitung der Lupinensa-
zunächst am Institut für Vererbungs- men dienen, sind oben aufgeführt. Es
lehre bei Erwin Baur in Berlin, wo sind immer wieder derartige Merk-
R. v. Sengbusch gerade dabei ist, sich male, die Wildpflanzen auszeichnen
mit Lupinen zu beschäftigen. und die entfernt werden müssen, um
Die Arbeiten werden dann am KWI für Kulturformen zu züchten. Oftmals
Züchtungsforschung (Müncheberg), wird hierfür ein hoher Preis bezahlt,
dem Vorläufer des Max-Planck-Insti- denn durch die Entfernung der oft
tuts für Züchtungsforschung (Köln), giftigen Sekundärmetaboliten, die
dem heutigen MPI für Pflanzenzüch- vor Krankheiten schützen, werden
die Kulturformen besonders anfällig
12 WiS Begierig :::Dezember 2012 :::Domestikation im SchnelldurchgangKöln heute Mittwoch, 3. Oktober 1928
Der Weg zur Süßlupine
Interview mit
Reinhold von Sengbusch
(1898 – 1985)
Budo: Herr von Sengbusch, gestatten nenfeld sitzen, die einfallenden Hasen agenzien dieser Unterschied deutlich.
Sie, mein Name ist Budo, ich bin von beobachtend, an welchen Pflanzen sie Mit dieser Methode konnte ich Baur,
der Zeitung „Köln heute“ und möchte sich gütlich tun, denn Hasen fressen dem damaligen Leiter des Insti-
ein Interview mit Ihnen machen, um auch gerne süße Sachen. Sportlicher tuts für Vererbungslehre (1926),
unsere Leser mit ihrem epochalen Elan des Reinhold von Sengbusch, so demonstrieren, dass eine bestimm-
Züchtungserfolg bei Lupinen bekannt geht die Story, nimmt den Hasen je- te Extraktionsart und verschiedene
zu machen. Können wir anfangen? doch jede Chance des Fressens, denn Alkaloid-Reagenzien geeignet sind,
er gewann gelegentlich das Rennen. bei der Entwicklung entsprechender
Herr von Sengbusch, wie schwierig So sollen Ihnen die Hasen bei der Techniken beliebig große Individuen-
war eigentlich die Selektion von Mu- Selektion geholfen haben. zahlen auf ihren Alkaloidgehalt hin zu
tanten mit platzfesten Hülsen? Wahr oder nicht wahr? untersuchen.
R.v.S.: Wir ließen etwa 1 ha Lupinen Es wäre sehr schön, wenn Sie uns Proben der einzelnen Pflanzen wur-
(L. luteus) bis in den Winter hinein dieses außergewöhnliche Kapitel der den in Reagenzgläschen von Hand
auf dem Felde stehen, so dass nur Pflanzengenetik näher bringen könn- extrahiert und die Alkaloide wie oben
Pflanzen mit platzfesten Hülsen noch ten, da es seiner Zeit so weit voraus beschrieben bestimmt.
Samen enthielten. Es war also denk- war. „Sehr umständlich gestaltete sich
bar einfach. R.v.S.: Also das war so: Ich begann in der ersten Zeit das Waschen der
Budo: Ist die Platzfestigkeit der Hül- nach einer Vorlesung, in der Baur Gläser. Die Gläschen wurden aus den
sen durch die sehr feste Verwachsung dieses Problem diskutiert hatte, mich Körben herausgenommen und einzeln
der Bauchnaht bedingt? damit zu beschäftigen. Ich stand vor ausgeschwenkt. Späterhin konnte
R.V.S: Ja, und die Rückennaht ist der Frage, eine Schnellmethode der dieses Reinigen durch entsprechende
dabei weniger fest verwachsen. Alkaloid Bestimmung zu entwickeln. Apparaturen wesentlich vereinfacht
Budo: Mit recht ähnlich einfachen Die Schwierigkeit bestand darin, werden: Ausschwenken der Gläschen
Methoden haben Sie dann Mutanten dass keine alkaloidfreien Lupinen zur - ohne sie aus dem Korb herauszuneh-
der anderen Merkmale zunächst in Verfügung standen, an denen man men - über ein weitmaschiges Sieb
Bitterlupinen selektioniert, bevor Sie durch Vergleich mit bitteren und al- und Waschen der Gläser mit Hilfe des
diese dann später in Süßlupinen ein- kaloidhaltigen Pflanzen oder Körnern Waschkammes.“
gekreuzt haben. die Methode entwickeln und prüfen Budo: Herr von Sengbusch, dürfen
R.V.S: Ja, das ist richtig. konnte. wir mal einen Blick in ihr Laborbuch
Budo: Müssen für die Nutzung der Die Idee, die mir weiterhalf, war dass von 1928 werfen?
Lupinen als Nahrungsquelle insbeson- man mit Soja eine Pflanze zur Ver- R.V.S.: Ja, 1928 war es so weit, wir
dere für den Menschen nicht alle Bit- fügung hat, deren Höhe des Eiweiß- hatten die erste Mutante mit einem
terstoffe (Alkaloide) entfernt werden? gehalts etwa dem der Lupine gleicht,
R.V.S.: Genau, ein großer Teil kann die aber keine Alkaloide enthält. Ich
ausgewaschen werden, bei weitem konnte also die Extraktionsart und die
jedoch nicht alles. Daher wäre es qualitativen Alkaloid-Reagenzien auf
sicher besser diese Stoffe dauerhaft zu ihre Eignung für die Auslese alkalo-
entfernen, also Mutanten zu erhalten. idfreier Formen an der Soja prüfen.
Budo: Herr v. Sengbusch, viele Im wässrigen Extrakt von Soja und
Geschichten werden über ihre Entde- Bitterlupinen zeigte sich bei Verwen-
ckung der Süßlupine kolportiert. Eine dung von Jodquecksilber-Jodkalium
Geschichte sieht Erwin Baur am Lupi- und anderen qualitativen Alkaloid-Re- Links alkaloidarm ohne Fällung,
rechts alkaloidhaltig mit Fällung.
Domestikation im Schnelldurchgang ::: Dezember 2012 ::: WiS Begierig 13Waschen der
Glasröhrchen
Defekt in der
Alkaloid-Syn-
these isoliert, die
konnte fortan als
Referenz dienen,
wenn es darum ging, weitere Mutan-
ten zu isolieren.
Budo: Herr von Sengbusch, 10 Jahre
später haben Sie dann eine einfachere
Schnellmethode entwickelt, die einen
wesentlich höheren Probendurchsatz
erlaubte.
Wie funktionierte die?
R.v.S.: Diese einfachere Schnell-
methode verlangt lediglich, dass die
Blättchen in schwacher Jodjodkali-
umlösung zerdrückt werden und die
Mittelrippe der bitteren Sorten sich
dann braun anfärben (oben) und die
alkaloidfreien Blätter ungefärbt (un-
ten) bleiben.
R.v.S.: Mehr als 1 Millionen Einzel-
pflanzen konnten im Laufe der Jahre
derart durchgemustert werden und al-
kaloidfreie Mutanten wurden in allen
drei Lupinenarten isoliert.
Der Durchbruch - 1928
Und fertig war die Süßlupine!
Budo: Herr von Sengbusch, ich den- von Sengbusch, da habe ich mich im
ke, was sie beschrieben haben, war Jahrhundert vertan.
das erste Hochdurchsatzverfahren der
Geschichte. Herr von Sengbusch, wir danken
R.v.S.: Das, Herr Budo, kann ich Ihnen für das Gespräch.
nicht beurteilen, denn dieses Verfah-
ren ist mir unbekannt, weil noch nicht
erfunden.
Budo: Entschuldigen Sie bitte Herr
14 WiS Begierig :::Dezember 2012 :::Domestikation im Schnelldurchgangermunternd aus. Realisiert man aber
die logarithmische Auftragung der
Tonnage, dann bemerkt man den fast
300-fachen Unterschied zwischen
den beiden Kulturpflanzen Soja und
Lupine.
Potential haben die Lupinen, aber
es muss auch genutzt werden.
Was ist der Grund dafür, dass
die Lupine, was ihre Anbaumenge
anbelangt, gemessen an Soja, nicht
so recht vorankommt?
Weiter oben hatten wir gehört,
dass Alkaloide einen wichtigen
Schutz vor Krankheiten bieten.
(20) Mutationshäufigkeiten und Struktur der Alkaloide
Die Süßlupine ist, wie wir gesehen
haben, mehr oder weniger frei von
Durch die Isolierung alkaloidfreier Obwohl in Deutschland die Pro- diesen Bitterstoffen.
Mutanten (20) war ein neues Feld duktion an Lupinen mit ca. 30 000 Das hat seinen Preis. Insbesonde-
der Kulturpflanzenzüchtung eröff- Tonnen relativ bescheiden ist, hat re die gelbe und die weiße Süßlupine
net, indem die Süßlupinen mit den die Forschung an diesen Pflanzen sind sehr anfällig gegenüber der
anderen Merkmalen, wie platzfeste wieder Fahrt aufgenommen. Am 18. pilzlichen Erkrankung Anthracnose
Hülsen, nicht abbrechende Hülsen Januar 2012 fand in Rostock eine Ta- (Coletotrichum lupini). Mit der heu-
und weiche Samenschalen rekombi- gung „PlantsProFood – Lebensmittel- tigen Palette molekularer Methoden
niert werden konnten, um sie dann zutaten aus Blauer Süßlupine“ statt. sollte es jedoch möglich sein, bald
weiterhin auf höhere Erträge zu entsprechende Krankheitsresis-
selektionieren. Auch ein Vergleich der Produk- tenzen zu finden und dann auch zu
Die Lupinenzüchtung hat in tionsmengen von Soja und Lupinen nutzen.
Deutschland unter Reinhold von (21) sieht auf den 1. Blick durchaus
Sengbusch ihren Ausgang genommen Doch das ist ein anderes Kapitel
und ihren Höhepunkt erreicht, aber der Züchtungsforschung an Pflanzen.
zunehmend weniger neue Sorten
wurden in den letzten Jahren bei uns Ob mit Tufo
entwickelt, obwohl die Eigenschaften oder
der Lupinen denen der Soja sehr Lopino (22)
ähnlich sind. jedenfalls wünsche ich
Anmerkung der Redaktion:
Obwohl die Arbeiten in den Zwan- guten Appetit !
ziger Jahren begonnen wurden,
sind sie noch nicht abgeschlossen.
Heute sind 43 rezessive und
5 dominante Gene des Alkaloid-
Stoffwechsels in Lupinus luteus
identifiziert. In den anderen Arten
sind bislang weniger Gene be-
kannt geworden und am schwie-
rigsten erwies sich die Suche bei (22) Lupinenprodukte
L.mutabilis dem südamerikani-
schen Tarwi.
Seit Neuestem jedoch feiern
Lupinen ein Revival.
(21) Vergleich der Produktion von Soja
und Lupinen
Domestikation im Schnelldurchgang ::: Dezember 2012 ::: WiS Begierig 15WissenschaftsScheune
Über die WissenschaftsScheune
Die WissenschaftsScheune (WiS) ist eine Ein- Anwendung können Besucher in Erlebniswelten
richtung des Max-Planck-Instituts für Pflanzenzüch- sowohl in der Scheune des Gutshofs als auch
tungsforschung (MPIPZ), in der Besucher Wissen- im Schaugarten spielerisch entdecken.
schaft hautnah erleben können.
Weitere Details finden Sie auf unserer
Die Bandbreite der Forschung reicht vom DNA Homepage:
Molekül bis zum Anbau neuer Kultursorten. Themen
der Grundlagenforschung und ihre www. wissenschaftsscheune.de
Der „Verein der Freunde und Förderer des Impressum
Max-Planck-Instituts für Pflanzenzüchtungs-
Text:
forschung e.V.“ betreut die WiS und ist
Heinz Saedler
Herausgeber der Broschüre „WiS Begierig“.
Redaktion:
Alle Personen, die das Projekt
Hiltrud Kupczyk
WissenschaftsScheune unterstützen wollen, sind
herzlich eingeladen, Mitglied im „Verein der
Bilder und Zeichnungen:
Freunde und Förderer des MPIPZ e.V.“ zu werden.
Heinz Saedler, Britta Grosardt, Anna Johann
Kontakt:
Layout:
info@wissenschaftsscheune.de
Britta Grosardt, Anna Johann, CGN Corporate
Tel. 0221 5062-672 (Vormittag)
Referenzen
Textnachweise: Interview basiert auf: Bildnachweise:
Ref.1: Jahreis, G., Fechner, A. und Bähr, M. Ref.6: v. Sengbusch, R. WIS: 2, 10 11, 14, 15, 17, 18, 19, 21
(2012),PlantsProFood : „Lebensmittelzu- Landwirtschaftliche Jahrbücher 91, (1): nach: http://en.wikipedia.org/wiki/
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