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Genhemmung kann Tee milder und kälteresistenter machen
Teegeschmack und Kälteschutz sind offenbar enger miteinander verknüpft als gedacht: Forscher haben einen Genregler entdeckt, der das Verhältnis zweier geschmacksprägender Stoffgruppen und zugleich die Reaktion auf Kälte beeinflusst. Wird CsBBX19 in Teepflanzen gehemmt, enthalten ihre Blätter mehr Theanin und weniger Catechine. Gleichzeitig vertragen die untersuchten Pflanzenteile Kälte besser. Das eröffnet neue Möglichkeiten für die Teezüchtung.
Hefei (China). Für grünen Tee werden vor allem junge Triebe der Teepflanze geerntet. Ihr Geschmack hängt unter anderem vom Gleichgewicht zweier Stoffgruppen ab: Catechine sorgen für die herbe, zusammenziehende Note, während die Aminosäure Theanin zum vollmundigen Umami-Geschmack beiträgt. Ein niedrigeres Verhältnis von Catechinen zu Theanin gilt deshalb als Merkmal eines milderen grünen Tees.
Doch gerade im Frühjahr bedrohen plötzliche Kälteeinbrüche die zarten Blätter. Sie können das Gewebe schädigen und die Bildung geschmacksprägender Inhaltsstoffe verändern. Bisher war unklar, ob sich die Kältetoleranz und das Verhältnis dieser Stoffe durch einen gemeinsamen molekularen Schalter beeinflussen lassen.
Forscher der Anhui Agricultural University (AAU) um Dr. Enhua Xia haben nun das Gen CsBBX19 untersucht. Es enthält den Bauplan für ein sogenanntes B-Box-Protein, das andere Gene an- oder abschalten kann. Dazu verglichen die Wissenschaftler die Genaktivität und Inhaltsstoffe verschiedener Teepflanzen und veränderten CsBBX19 gezielt in Wurzeln, Blättern und jungen Knospen.
Die Versuche enthüllten einen gegenläufigen Effekt: Wurde die Aktivität von CsBBX19 in jungen Teetrieben gedrosselt, nahm der Theaningehalt zu, während die Catechinmenge sank. Damit verringerte sich auch das Verhältnis beider Stoffgruppen. Eine verstärkte Aktivität des Gens bewirkte in den untersuchten Pflanzenteilen hingegen den entgegengesetzten Trend.
Die Erklärung liegt in der Gensteuerung. Das CsBBX19-Protein hemmt die beiden für die Theaninbildung wichtigen Gene CsTSI und CsAlaDC. Zugleich aktiviert es mehrere Gene, die an der Herstellung von Catechinen beteiligt sind. Es beeinflusst damit nicht nur einen einzelnen Geschmacksstoff, sondern verschiebt das Gleichgewicht zwischen zwei ganzen Stoffwechselzweigen.
Überraschend ist, dass dieselbe Genhemmung auch die Widerstandskraft gegen Kälte stärkte. In kontrollierten Versuchen mit Teeblättern und Knospen, teilweise bei minus zwei Grad Celsius, zeigten die behandelten Pflanzenteile geringere Kälteschäden. Eine verstärkte CsBBX19-Aktivität machte die untersuchten Blätter dagegen empfindlicher.
Dabei spielte offenbar der erhöhte Theaningehalt eine wichtige Rolle. Die Aminosäure beeinflusste unter anderem Gene für die Lockerung der pflanzlichen Zellwände und aktivierte einen Kältesignalweg über CsCBF3. Auch Versuche, bei denen das Team Teeblätter von außen mit Theanin behandelte, stützten eine Schutzwirkung gegen Kältestress.
Die Analysen zeigten außerdem, dass Licht die Aktivität von CsBBX19 verringert. Daran ist das lichtempfindliche Regulatorprotein CsHY5 beteiligt: Es bindet an einen Steuerabschnitt vor dem Gen und bremst dessen Ablesen. Zugleich wirken die beiden Proteine in einer Rückkopplung zusammen. So verknüpft die Pflanze Lichtsignale mit dem Stoffwechsel und ihrer Kälteantwort.
Für die Züchtung könnte CsBBX19 damit zu einem interessanten Ansatzpunkt werden. Gezielte Veränderungen der Genregulation könnten künftig helfen, die chemischen Voraussetzungen für milderen Tee mit einer größeren Kältetoleranz zu verbinden. Ob sich dies auch bei dauerhaft angebauten Teesorten und im Geschmack des fertig verarbeiteten Tees bewährt, ist allerdings noch offen.