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Molekularbiologische und biochemische Analysen zum Glucosinolat-Myrosinase-System und der Agrarbiologie der Meerrettichpflanze (Armoracia rusticana Gaertn., Mey. & Scherb.)

Loebers, Andreas - Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (2014)


Der Meerrettich (Armoracia rusticana) ist eine mehrjährige Kulturpflanze aus der Familie der Brassicaceae, dessen Speicherwurzeln als Gewürz Verwendung finden. Das scharfe Aroma wird durch Isothiocyanate verursacht, welche durch die Aktivität der Myrosinase freigesetzt werden. Für eine Reihe von Pflanzen stehen Daten zu den Transkriptomen zur Verfügung, die eine weite Verbreitung der MYR II-Myrosinasen vermuten lassen. In der vorliegenden Arbeit konnte die Hypothese eines funktionellen Myrosinasegens aus dem MYR II-Cluster in A. thaliana bestätigt werden.

Mittels der In-vitro-Vermehrung wurden Meerettichwurzeln eines frühen Entwicklungsstadiums erhalten und eine Expression der ArMy2 wurde ausschließlich in diesen jungen Wurzeln gefunden. Eine vollständige, das Enzym kodierende cDNA wurde isoliert und heterolog in Pichia pastoris exprimiert. Das gereinigte Enzym mit His-Tag war katalytisch funktionell und wurde biochemisch charakterisiert. Die Glucosinolatmuster verschiedener Organe wurden mittels HPLC analysiert, wobei die Hauptkomponenten identifiziert und quantifiziert wurden. Sinigrin überwog in den Speicherwurzeln und Blättern, während in den jungen Wurzeln fast ausschließlich Gluconasturtiin akkumuliert wurde. Das rekombinante ArMy2 zeigte eine fünffach höhere Substrataffinität für Gluconasturtiin im Vergleich zu Sinigrin. Diese Ergebnisse könnten ein Hinweis auf ein spezialisiertes Glucosinolat-Myrosinase-System in jungen Meerrettichwurzeln sein.

In Zusammenarbeit mit dem Amt für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten Fürth und der Arbeitsgruppe Pflanzenschutz der Fachhochschule Weihenstephan-Triesdorf wurden Meerrettichpflanzen aus Feldkultur gesammelt und auf Infektionen mit dem Turnip Mosaic Virus (TuMV) getestet. Dabei war die Mehrzahl der Pflanzen positiv.

Elf Meerrettichakzessionen wurden auf ihren Gehalt an Sinigrin und der Aktivität der Myrosinase getestet. Die verschiedenen Akzessionen zeigten weder signifikant höhere oder niedrigere Sinigringehalte, noch Unterschiede in der Myrosinaseaktivität. Geno- oder Chemotypen konnten nicht unterschieden werden.


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