7.1 Methoden der Pflanzenzüchtung
Ziel der Pflanzenzüchtung ist es, die genetische Variabilität zu erhöhen oder zu schaffen.
Dabei stellt die Kreuzung von unterschiedlichen Eltern die bedeutendste Möglichkeit, dieses Ziel zu erreichen, dar. Die künstliche Mutationsauslösung durch Strahlung oder Chemikalien gilt als eine weitere Quelle zur Vergrößerung der Variabilität, ist aber sicherlich in der Pflanzenzüchtung nur zweite Wahl, da negative Mutationen zunächst durch Selektion ausgemerzt werden müssen. Als dritte Methode, die genetische Variabilität zu erhöhen und genetisch modifizierte Pflanzen zu erzeugen, ist die Übertragung von artfremden Genen in das Pflanzengenom zu nennen.
7.2 Ziele der Pflanzenzüchtung
Am Beginn der züchterischen Arbeit steht die Formulierung eines Zuchtzieles. Dieses kann die Senkung der Produktionskosten oder die Schaffung neuer Produkte umfassen. Zu ersterem sei erwähnt, dass sich hier durch die neu entwickelte Sorte entweder mehr Ertrag erzielen lässt oder die Produktionskosten gesenkt werden, indem die Pflanze beispielsweise weniger
Nährsalze und somit Dünger benötigt. Aber auch Krankheits- und Schädlingsresistenz sowie Hitze-, Dürre- oder Frosttoleranzen wirken sich positiv auf die Ertragsleistung aus.
Als zweites grundsätzliches Ziel der Pflanzenzüchtung ist die Schaffung neuer Produkte zu nennen, wobei die Qualitätsverbesserung eine wichtige Rolle spielt. Dadurch können höhere Marktanteile erzielt werden (Diepenbrock et al., 2005).
7.3 Züchtung von Ölpflanzen
Bei Ölpflanzen stehen der Ölgehalt sowie Qualitätsverbesserungen der Produkte im
Mittelpunkt. Dies umfasst beispielsweise beim Raps die Fettsäurezusammensetzung und den Glucosinolatgehalt. Des Weiteren wichtig sind Umwelttoleranzen und -resistenzen wie die Widerstandsfähigkeit gegenüber Krankheiten.
In dem Kapitel 3.1 „Raps- Brassica napus oleifera“ wurde bereits auf die Veränderungen der Fettsäurezusammensetzung eingegangen. Dabei wurden der nahezu erucasäurefreie 0-Raps, sowie der zusätzlich glucosinolatarme 00-Raps erwähnt. Heute steht eine Vielzahl von Spezialsorten mit züchterisch veränderten Fettsäurezusammensetzungen für unterschiedliche
61 Verwendungszwecke zur Verfügung. So wurde beispielsweise der Anteil der Linolensäure reduziert, da mehrfach ungesättigte Fettsäuren leicht zu oxidativen Veränderungen neigen, wodurch das Öl ranzig wird. Vor allem beim Erhitzen ist Linolensäure instabil (Alpmann et al., 2006, S.109). Als weiteres Beispiel sei hier der Hoch-Laurin-Raps genannt. Bereits seit 1994 ist diese Rapssorte mit 40 % Laurinsäure in den USA für die kommerzielle Nutzung zugelassen. In ursprünglichen Rapspflanzen ist diese Fettsäure kaum enthalten. Die Übertragung eines Thioesterase-Gens aus dem kalifornischen Lorbeerbaum in die Rapspflanze machte diese Entwicklung möglich. Das Gen bewirkt einen Abbruch der Kettenverlängerung in der Fettsäurensynthese, wodurch nur zwölf Kohlenstoffatome aneinander gereiht werden. Laurinsäure wird in der Industrie zur Herstellung von
Detergenzien, aber auch im Nahrungsmittelsektor zur Schokoladenherstellung eingesetzt (Minol und Sinemus, 2004).
Bereits in den 70er Jahren des zwanzigsten Jahrhunderts wurden neben den erucasäurefreien 0-Raps-Sorten Linien mit besonders hohem Anteil an Erucasäure gezüchtet. Später erzielte die Übertragung von Fettsäuresynthese-Genen in die Rapspflanze einen Erucasäuregehalt von über 66 %. Diese Fettsäure ist ein wichtiges Ausgangsprodukt für die Kunststoff- und die Fotoindustrie (Alpmann et al., 2006, S.118). Spannend ist auch die Erzeugung von
Rapspflanzen, die Polyhydroxybuttersäure in ihren Samen produzieren. Dies ist bereits einem amerikanischen Unternehmen gelungen. Polyhydroxyfettsäuren werden als Bio-Kunststoff verwendet, da sie ähnliche Eigenschaften wie Polypropen aufweisen. Sie sind ungiftig und biologisch abbaubar (Minol und Sinemus, 2004).
Abgesehen von der Veränderung der Sameninhaltsstoffe stehen auch Resistenzen gegen Krankheiten wie Wurzelhals- und Stängelfäule, Herbizide sowie Umwelttoleranzen im Fokus der Züchter (Alpmann et al., 2006, S.106f).
Neben Raps wird noch an einer Vielzahl anderer Ölpflanzen die Fettsäurezusammensetzung verändert. Bei der Sonnenblume beispielsweise entstanden durch die Erzeugung von
Mutationen Pflanzen mit hohen Gehalten an Palmitinsäure sowie solche mit einer hohen Konzentration an Ölsäure. Erstere weisen rund 25 % Palmitinsäure auf, zweitgenannte ca.
75 % Ölsäure (Pérez-Vich et al., 2002). Im traditionellen Sonnenblumenöl sind
vergleichsweise nur 11 % gesättigte Fettsäuren sowie 20 % Ölsäure vorhanden (Löw, 2003, S.100).
Nennenswert ist hier auch die Tatsache, dass es WissenschaftlerInnen gelungen ist, Gene einer Alge, die dazu in der Lage ist, EPA (Eicosapentaensäure) und DHA
(Docosahexaensäure) zu synthetisieren, in das Genom von Leindotter (Camelina sativa) zu
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vergleichbar hohe Anteile wie in Fischöl, der Hauptquelle dieser Omega-Fettsäuren für den Menschen. Beide Fettsäuren sollen vor Herz-Kreislauferkrankungen schützen und die neuronale Entwicklung fördern (Redaktion Pflanzenforschung.de, 2014). EPA spielt auch in der Synthese von Eicosanoiden, hormonähnlichen Substanzen mit einer Vielzahl von
unterschiedlichen Wirkungen, eine wichtige Rolle.
Forschung wird auch an der Färberdistel betrieben. Dabei handelt es sich um eine der ältesten Kulturpflanzen, die sowohl als Ölpflanze als auch als Farbstofflieferant Verwendung findet.
Augenmerk legte ein Forschungsteam aus Spanien auf den Tocopherolgehalt in den Samen dieser Pflanze. Die Tocopherole α,β,γ und δ unterscheiden sich in ihrer antioxidativen Aktivität. α-Tocopherol zeigt eine hohe Wirkung als Antioxidans in biologischen Systemen (in vivo), wo hingegen sein antioxidativer Effekt im gewonnenen Öl (in vitro) sehr gering ist.
Im Gegensatz dazu zeigt γ-Tocopherol eine geringe in vivo-, jedoch eine hohe in vitro-Wirkung als Antioxidationsmittel. β- und δ- Tocopherol weisen diesbezüglich intermediäres Verhalten auf. In der Kulturpflanze Carthamus tinctorius ist α-Tocopherol dominierend. Für den Einsatz von Färberdistelöl wäre, abgesehen vom Lebensmittelbereich, ein hoher Gehalt an γ-Tocopherol wünschenswert. Ziel der Untersuchungen von Velasco et al. war es,
Unterschiede im Tocopherol-Profil in den Samen von Wildformen der Färberdistel zu finden.
Analysen zeigten, dass eine bimodale Verteilung von Samen mit hohen α-Tocopherolgehalten sowie hohen γ-Tocopherolgehalten (über 85 %) vorliegt. Durch die Einbeziehung der
gefundenen neuen γ-Tocopherol-Merkmale in die derzeit bestehenden Typen eröffnet sich die Möglichkeit, die Oxidationsstabilität des Öls zu verbessern, wodurch neue
Anwendungsmöglichkeiten für Distelöl geschaffen werden können (Velasco et al., 2005).
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