Genetik: Große Tomaten durch Genmutation

Tomaten-Domestizierung — © Steven Tanksley (Ausschnitt)

Tomaten sind heutzutage viel größer als ihre Vorgänger, weil unter anderem die Zahl der Fruchtkammern zugenommen hat. Die Ursache dafür ist ein mutiertes Gen, berichten Forscher um Steven Tanksley der Cornell University in Ithaca.

Die moderne Tomate übertrifft die Größe ihres ursprünglichen Wildtyps teilweise um das Tausendfache. Der evolutionäre Wandel, der sich in den letzten 10 000 Jahren seit der Domestizierung abgespielt hat, war enorm schnell, so die Forscher. Wie die genetisch isolierten und gezüchteten Tomaten zu ihrer jetzigen Größe kamen, liegt zum einen an einer veränderten Zellzykluskontrolle und zum anderen an der Anzahl der Fruchtblätter, die sich zu den Fruchtkammern entwickeln.

Entwicklung der Tomate | Im Laufe der Domestizierung hat die Größe der Tomaten zugenommen. Auf der linken Seite ist ein naher Verwandter der Wildform zu sehen (Solanum pimpinellifolium), in der Mitte eine mittlere Entwicklungsstufe (E6203) und rechts eine sehr große Tomate mit mehr als acht Fruchtkammern (Jumbo Red). Der Größenzuwachs von S. pimpinellifolium zu E6203 vollzog sich hauptsächlich durch eine gesteigerte Zellteilung, während der Jumbo Red sich auch durch die höhere Anzahl der Fruchtkammern vergrößerte.

Um die Gene ausfindig zu machen, die für die Anzahl der Kammern verantwortlich sind, kreuzten die Forscher Tomaten mit vielen und wenigen Fruchtkammern und verglichen die DNA-Sequenzen auf den Chromosomen. Tomaten mit vielen Fruchtblättern zeichnen sich alle durch ein mutiertes Gen aus: fasciated, das für einen Transkriptionsfaktor kodiert. Dieses Gen enthält eine Reihe zusätzlicher DNA-Bausteine in seiner Sequenz.

In 30 verschiedenen Varianten der Kirschtomate (Solanum lycopersicum var. cerasiforme), eine Wildform die in Süd- und Mittelamerika weit verbreitet ist, tauchte diese Baseninsertion nicht auf. Da die Mutation ausschließlich in den modernen, kultivierten Tomaten auftrat, gehen die Forscher davon aus, dass sie sich erst kürzlich im Zuge der Domestikation entwickelt hat. (kgi)