Dunkle Tomaten: Gentechnik oder Kreuzung mit Wildtomaten?

Die schwarze Tomatensorte Königin der Nacht im botanischen Garten der Universität Bonn.


In den letzten Jahren haben sich zunehmend dunkel gefärbte Tomaten also bräunliche, blaue oder schwarze Tomatensorten in den Gärten und Saatguttütchen breitgemacht. Eine in der Tat spannende Frage ist die nach dem Ursprung dieser Tomaten. Die Früchte von Kulturtomaten (Solanum lycopersicum) sind normalerweise rot, rosa, gelb oder orange gefärbt.

Dabei geht in einigen Kreisen das Gerücht um, es handle sich insbesondere bei den bläulichen oder teils komplett schwarz gefärbten Tomaten um Produkte gentechnischer Prozesse. Belege werden dafür aber meist nicht genannt. Für den geneigten (ökologischen) Gärtner ist der Anblick einer tiefschwarzen Tomate in der Tat erstaunlich und lässt einen nach dem Ursprung dieser abgefahrenen Tomaten fragen.

Prof. Gunter Backes (Universität Kassel) hat auf Nachfrage für mich einige erhellende Antworten liefern können und ich möchte diese und einige zusätzliche Informationen hier teilen.

Schwarze Russische et al. – Reife Tomaten mit Chlorophyll

Am wenigsten exotisch unter den dunklen Tomaten sind jene, bei denen die dunkle Färbung lediglich durch eine Veränderung des Chlorophyll-Abbaus verursacht wird. Zu dieser Tomatenklasse gehören z.B. die Sorten Black Krim, Cherokee Purple oder die Schwarze Russische Fleischtomate. Solche Tomaten haben meist eine rötliche Grundfärbung, die teilweise von einer dunklen Färbung überlagert wird und dadurch dunkelrot, „dreckig-rot“ oder bräunlich bis schwarz wirkt. Schaut man genauer hin, dann zeigt sich, dass die dunklen Stellen eigentlich grün sind, die durch die Überlagerung mit dem Tomatenrot eine sehr dunkle Farbe ergeben.

Die Früchte aller Kulturtomaten sind zu Beginn durch Chlorophyll grün gefärbt, welches sich in den Chloroplasten befindet und die Photosynthese ermöglicht. Bei der Fruchtreife wird das Chlorophyll dann normalerweise zu farblosen Stoffen abgebaut und das Grün verschwindet. Übrig bleiben Lycopene und Karotinoide, die die Tomaten rot und gelb/orange färben. Die Chloroplasten werden dann zu sogenannten Chromoplasten. In den dunklen Tomaten aber wird das Chlorophyll in einigen Chloroplasten nicht zu einem farblosen Stoff abgebaut sondern bleibt stabil. Bei der Fruchtreife überlagern sich die dann entstehenden die Lycopene (die das Tomatenrot verursachen) und die Karotinoiden (die gelb bis orange sind) mit dem Chlorophyll. Diese Überlagerung ergibt die dunkelrote, bräunliche oder auch schwarze Färbung (LeHoullier 2014).

In diesem Fall ist also kein Farbstoff vorhanden, den man nicht in der Kulturtomate erwarten würde. Es tritt lediglich ein Spezialfall der Fruchtreife auf, bei dem sich die verschiedenen Farbstoffe in der Frucht überlagern.

Blaue und schwarze Tomaten: Anthocyane und wilde Tomaten

Wirklich blaue Früchte findet man nur bei Wildtomaten, z.B. bei Solanum chilense, Solanum cheesmaniae oder Solanum lycopersicoides. Diese Wildformen haben bestimmte genetische Varianten (Allele), die dafür sorgen, das Anthocyan in den Früchten gebildet wird. Anthocyane absorbieren teilweise schädliches Sonnenlicht und Schützen die Pflanzen sozusagen vor „elektromagnetischem Stress“. Deshalb wird die Anthocyan-Bildung auch durch Sonnenlicht induziert und wird meist nur in den äußeren Gewebeschichten gebildet, die der Sonne ausgesetzt sind. Die Farbe von Anthocyan ist interessanterweise vom PH-Wert abhängig. Im Basischen färben sie sich bläulich und im Sauren rötlich. Deshalb färbt sich z.B. Rotkohl (der auch Anthocyan enthält) von bläulich nach rot bei der Fermentation zu Sauerkraut.

Kreuzungen von Wild- und Kulturtomaten

Schon seit den Siebzigern haben Forscher diese Wildtomaten mit Kulturtomaten gekreuzt, um die blaue Färbung in die Früchte der Kulturtomate zu bekommen. Diese ersten Versuche waren von nur mittelmäßigem Erfolg. Jim Meyers und Kollegen von der Oregan State University haben dann erfolgreich Solanum chilense und Solanum cheesmaniae mit Kulturtomaten gekreuzt, um Kulturtomaten mit blauen Früchten zu bekommen. Dabei wurden zwei verschiedene Allele aus den beiden Wildformen in der Kulturtomate kombiniert (das Aft-Allel aus S. chilense und das atv-Allel aus S. cheesmaniae), um eine ausreichend starke Blaufärbung zu erzeugen (Mes et al. 2008). Ein weiteres Allel für Anthocyanbildung aus S. lycopersicoides, das als Abg-Allel bezeichnet wird, ist rezessiv letal und wurde deshalb anscheinend nicht weiter in der Züchtung verwendet. Aus diesen Arbeiten ist dann die Sorte Indigo Rose entstanden. Mehr Infos zu diesen Arbeiten findet man auf der Seite der Oregon State University. Weitere Bilder von Indigo Rose findet man hier. Auch israelische Züchter haben ähnliche Kreuzungen durchgeführt und die blaue Tomatensorte Black Galaxy erzeugt.

Sinn und Zweck dieser aufwendigen Kreuzungen ist es wohl die gesundheitsfördernden Eigenschaften der Anthocyane als Antioxidantien in die Kulturtomate zu bringen. Allerdings kann man auch einfach Auberginen, dunkle Chilis, Blaubeeren, Rotkohl oder Brombeeren essen und bekommt auch so seine Dosis an Anthocyanen. Hier spiegelt sich ein gesellschaftlicher Trend: Die Menschen wollen superfoods, die die Lösung aller gesundheitlicher Probleme sind. Alles soll in eine Frucht. Na ja… wer es braucht…

Allerdings haben blaue Tomaten doch auch einen gewissen ästhetischen Reiz. Deshalb entwickelt die Arche Noah in Österreich in einem partizipativem Ansatz auch sogenannte Sternparadeiser. Anthocyanhaltige Tomaten bilden unter der Fläche des Kelches, welche vor der Sonne geschützt ist keine Anthocyane sondern bleiben dort rot oder gelb. Zieht man den Kelch ab, dann ergibt sich ein sternförmiges Muster. Daher die Bezeichnung Sternparadeiser. Bisher ist der Geschmack anthocyanhaltiger Tomaten nicht wirklich gut. Deshalb hat Arche Noah Kreuzungen mit leckeren Tomatensorten durchgeführt und diese an Hausgärtnerinnen verteilt, um Selektionen durchzuführen.

Ein weiterer Aspekt, der eigentlich meist im Bereich der Gentechnik-Kritik eine Rolle spielt, ist die Überschreitung der Artgrenzen durch die Kreuzung von wilden Tomatenarten mit der Kulturtomate. Da sich die oben genannten Wildtomaten allerdings mit der Kulturtomate kreuzen lässt, könnte man auch argumentieren, dass es sich gar nicht um verschiedene Arten – im Sinne des biologischen Artkonzeptes – handelt.

Dunkle Tomaten durch Gentechnik?

Was aber ist nun dran an dem Gerücht mit der Gentechnik? Haben uns Wissenschaftler und Züchtungsindustrie über unsere Gärten und mit Hilfe interessanter und exotisch gefärbter Tomaten Gentechnik untergeschoben?

In der Tat wurden Anthocyane auch durch Gentechnik in die Kulturtomate gebracht. Einige Wissenschaftler vom John Inns Institut haben bestimmte Gene, die für die Anthocyan-Bildung im Löwenmäulchen (im Englischen snap dragon) verantwortlich sind in die Kulturtomate gebracht (Butelli et al 2008). Es handelt sich dabei um Gene für Transkriptionsfaktoren, die die Anthocyanproduktion in den Tomatenfrüchten aktivieren. Im Löwenmäulchen sind diese für die Färbung der Blüten verantwortlich. Transferiert wurden die Gene in die Sorte Micro Tom eine sogenannte Zwergtomate aber auch in andere Sorten wie Money Maker. Das Ergebnis sind tiefschwarze Früchte, die diese Farbe völlig unabhängig von Lichteinwirkung im gesamten Gewebe expremieren.

Wie weiß man aber nun ob die Tomate, die man vor sich hat gentechnisch verändert ist? Ganz sicher kann man sich nur sein, wenn man die Züchtungsgeschichte kennt oder aber genetische Analysen durchführt. Die in der erwähnten Studie erzeugten Pflanzen tragen genetische Konstrukte (inklusive sogenannter Promotoren) die sich nachweisen lassen. Ein Hinweis kann aber auch schon sein, das die gesamte Frucht bis ins Innere tiefschwarz ist und diese Farbe auch ohne Lichteinwirkung ausbildet. Um letzteres zu testen, müsste man die Früchte abdecken aber den Rest der Pflanze im Licht belassen.

Allerdings könnte man anthocyanhaltige Tomaten auch mit den neueren Genome Editing Methoden wie CRISPR erzeugen, die bei entsprechender Verwendung keine oder kaum Spuren hinterlassen. Solche Techniken verwischen immer mehr die Grenze zwischen Natur und Technik und erzeugen das neue und ethisch kontroverse Phänomen naturidentischer gentechnisch veränderte Organismen (nGVO, Pirscher et al. 2018).

Literatur

Butelli, E., Titta, L., Giorgio, M., Mock, H. P., Matros, A., Peterek, S., … & Martin, C. (2008). Enrichment of tomato fruit with health-promoting anthocyanins by expression of select transcription factors. Nature biotechnology26(11), 1301.

LeHoullier, C. (2014). Epic Tomatoes. Storey Publishing.

Mes, P. J., Boches, P., Myers, J. R., & Durst, R. (2008). Characterization of tomatoes expressing anthocyanin in the fruit. Journal of the American Society for Horticultural Science133(2), 262-269.

Pirscher, F., Bartkowski, B., Theesfeld, I., & Timaeus, J. (2018). Nature-identical Outcomes, Artificial Processes: Governance of CRISPR/Cas Genome Editing as an Ethical Challenge. Ethical Tensions from New Technology: The Case of Agricultural Biotechnology, 137.

Weitere Lesetips

Gonzali, S., Mazzucato, A., & Perata, P. (2009). Purple as a tomato: towards high anthocyanin tomatoes. Trends in plant science14(5), 237-241.

Gruber, K. (2017). The living library. Nature, 544, S8-S10.

Einen Interessanten Blogartikel zu Tomatenfarben findet man hier: http://the-biologist-is-in.blogspot.com/2014/04/the-color-of-tomatoes.html

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