Stacheln sollen Pflanzen vor Fressfeinden schützen. Bei Auberginen haben manche Arten welche und andere nicht. Forscherinnen und Forscher sehen sich deshalb genauer die Gene einer bestimmten Pflanzengattung an und werden fündig.

Ob Auberginenpflanzen Stacheln haben oder nicht, darüber entscheiden Mutationen in einer bestimmten Genfamilie. Das ergab eine umfassende genetische Untersuchung einer internationalen Forschergruppe. Da diese Genfamilie auch in anderen Blütenpflanzen zu finden ist, könnten diese Erkenntnisse helfen, stachellose Nutzpflanzen zu erzeugen, ohne sonstige Eigenschaften zu verändern. Die Forscher haben dabei besonders Rosen im Blick. Das Team um James Satterlee vom Cold Spring Harbor Laboratory (USA) berichtet in der Fachzeitschrift "Science" über seine Forschungsergebnisse.

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Im Laufe der Evolution haben sich bestimmte Merkmale von Tieren und Pflanzen mehrfach entwickelt. In vielen Fällen ist ungeklärt, ob dem ein gemeinsamer genetischer Ursprung zugrunde liegt. Bekannt ist inzwischen, dass die Fähigkeit zur Echoortung durch Fledermäuse und Wale auf Variationen von Genen eines gemeinsamen Vorfahren zurückgeht. Satterlee und Kollegen wollten wissen, wie es sich mit den Stacheln in der Gattung Nachtschatten in der Familie der Nachtschattengewächse verhält. Während Dornen umgebildete Sprossachsen oder Blätter sind, trifft dies auf Stacheln nicht zu. Botanisch gesehen, sind die Dornen einer Rose lediglich Stacheln, die sich recht einfach entfernen lassen.

Auberginen mit und ohne Stacheln

Die Gattung Nachtschatten (Solanum) umfasst etwa 1400 Arten, darunter so bedeutende Nutzpflanzen wie Kartoffeln, Tomaten und Auberginen. Die Forscher konzentrierten sich bei ihrer Untersuchung auf verschiedene Arten und Varietäten von Auberginen und ihrer Wildtypen-Verwandtschaft. Bei einigen sind Stacheln zu finden, bei anderen nicht. Dieses Merkmal haben Genetiker bisher auf das Gen "Prickleless" ("stachellos") auf dem Chromosom 6 zurückgeführt, ohne das Gen und den Genort genauer zu bestimmen.

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Bei der Erstellung eines Abstammungsbaums mit allen stacheligen Nachtschatten-Arten entdeckten die Studienautoren, dass in der Evolution der Gattung die Fähigkeit einzelner Arten, Stacheln zu bilden, 30-mal abhandengekommen ist. Sie fanden zudem heraus, dass die Entwicklung oder Unterdrückung von Stacheln von einer Genfamilie namens "Lonely Guy" (LOG) gesteuert wird. Die in den LOG-Genen codierten Proteine wirken auf die Ausschüttung von Hormonen, die in mehrfacher Weise auf das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzen einwirken. Die Gruppe um Satterlee spürte mehrere Mutationen in den LOG-Genen von Auberginen und ihren wilden Verwandten auf.

Unterdrückte Gene, keine Stacheln

Die Gene zur Bildung von Stacheln sind den neuen Erkenntnissen nach auch in den stachellosen Nachtschatten-Arten vorhanden, sie werden dort jedoch unterdrückt. Das konnten die Wissenschaftler durch eine Gen-Stilllegung nachweisen, die sie unter anderem an Tomatenpflanzen durchführten. Die Fruchtgestalt und der Zuckergehalt der Früchte blieben anschließend erhalten, auch bei der äußeren Gestalt zeigten sich keine Unterschiede.

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Die Forscher fanden über Gen-Datenbanken vergleichbare LOG-Gene auch in anderen Blütenpflanzen. Sie sind deshalb zuversichtlich, dass gezielte genetische Eingriffe in das System effiziente Strategien zur Beseitigung von Stacheln in verschiedenen Blütenpflanzenlinien bilden können. "Dieser Ansatz ist besonders vielversprechend für Rosen, bei denen die arbeitsintensive, manuelle Entfernung von Stacheln bei den meisten Schnittsorten eine gängige Praxis ist", schreiben die Studienautoren.