Gezielte Glucosinolat-Umwandlung: Wie Kohlrabi-Gewebe gesundheitsfördernde Inhaltsstoffe bildet

Neue Studie zeigt gewebespezifische Unterschiede im Glucosinolatabbau mit Relevanz für Pflanzenschutz und Gesundheitspotenzial

18.11.2024

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Kohlrabi und andere Gemüsearten der Gattung Brassica enthalten Glucosinolate – bioaktive Pflanzenstoffe, die sowohl gesundheitsfördernde Effekte für Menschen als auch eine Schutzfunktion gegen Pflanzenschädlinge und -krankheiten besitzen. Forschende des IGZ haben untersucht, wie die Aktivitäten spezifischer Enzyme in unterschiedlichen Geweben die Umwandlung von Glucosinolaten steuern. Ziel der Forschung ist es, neue Erkenntnisse zu gewinnen, die den gesundheitlichen und pflanzenschützenden Wert dieser Gemüsearten gezielt steigern könnten.

Die Studie zeigte, dass die Umwandlung von Glucosinolaten in den Blättern, im Stängel und in den verschiedenen Teilen der Knolle auf jeweils unterschiedliche Weise erfolgt. Blattgewebe und innere Knolle bildeten eher die weniger bioaktiven Nitrile, während die Umwandlung im Stängel, der Knollenschale dem Stiel und der Wurzel zu einem höheren Anteil an Isothiocyanaten führte, die bekanntermaßen gesundheitsfördernde Eigenschaften besitzen. Verantwortlich dafür sind die Enzyme Myrosinase und „Specifier“-Proteine, deren Aktivität in den einzelnen Pflanzenteilen variiert und damit auch die Verteilung der entstehenden Abbauprodukte beeinflusst.

Zur Bestimmung der Glucosinolat-Zusammensetzung sowie der gebildeten Abbauprodukte nutzten die Wissenschaftler*innen chromatographische und massenspektrometrische Verfahren. In neun Gewebetypen der Pflanze – darunter Blattteile, Stängel und verschiedene Knollenschichten – wurde die Aktivität von Myrosinase und weiteren spezifizierenden Proteinen untersucht, um die gewebespezifischen Umwandlungsprozesse vollständig zu charakterisieren.

Die Ergebnisse der Studie könnten neue Ansätze für die Züchtung und Verarbeitung von Kohlrabi und anderen Brassica-Gemüsen bieten und verbessern das Verständnis der Anpassung von Pflanzen an ihre Umwelt. Durch gezielten Anbau und eine angepasste Verarbeitung könnten die Bildung der gesundheitsfördernden Isothiocyanate gefördert werden, was den ernährungsphysiologischen Nutzen dieser Gemüsesorten zusätzlich steigern würde.

Zukünftige Forschungen sollten die Bedeutung insbesondere der „Specifier“ Proteine für die Pflanze näher betrachten um deren Rolle für die Pflanzengesundheit besser zu verstehen.

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