Blätter in Blütenblätter verwandelt

Die Gentechnik macht es möglich

Mit schweren Geschützen fährt die University of California bei der Meldung auf, dass es Wissenschaftlern gelungen ist, durch Genveränderung von Pflanzen Blätter in Blütenblätter zu verwandeln. Das sei, so die Meldung, das botanische Äquivalent für den alchemistischen Traum, Eisen in Gold zu verwandeln.

Eine normale Blüte besteht aus vier unterschiedlichen "Ringen". Außen befinden sich die grünen Kelchblätter, dann folgen die Blütenblätter, schließlich die Staubgefäße und ganz im Inneren die Fruchtblätter oder Stempel. Schon lange war man in der Biologie davon überzeugt, dass diese Bestandteile einer Blüte aus veränderten Blättern hervorgegangen sind. Bislang aber wurden die dafür verantwortlichen Gene nicht gefunden.

Bei dieser Arabidopsis-Pflanze sind vier der fünf Gene angeschaltet, was zu einer partiellen Umwandlung der Blätter in Blütenblätter geführt hat

Den Forschern der University of California gelang es nun, wie sie in der Februarsausgabe der Zeitschrift Current Biology schreiben, einige kürzlich von ihnen entdeckten Blütengene zusammen mit anderen Genen für die Verwandlung von Blättern zu Blüten verantwortlich sind.

Im Mai berichteten die Wissenschaftler in Nature von der Entdeckung von drei Genen, die, insofern sie gemeinsam verändert werden, eine abnormale Blüte erzeugen, bei der Blütenblätter, Staubgefäße und Stempel in Kelchblätter verwandelt werden. Die Bildung einer solchen Blüte in der Blüte wiederholt sich im Prinzip unbegrenzt aufgrund der drei mutierten Gene. Diese Mutation tritt überdies bei vielen Pflanzen auf, die sich dann allerdings nicht mehr fortpflanzen können.

Aus den Blättern wurden normal erscheinende Blütenblätter, wenn alle fünf Gene aktiv sind

Beim Experimentieren mit Arabidopsis-Pflanzen (Acker-Schmalwinde), deren Genom zuerst vollständig sequenziert wurde, stellte sich heraus, dass zwei der zuvorentdeckten Gene in Kombination mit drei weiteren Genen, die für das Blütenwachstum verantwortlich sind, normalerweise aber bei Blättern nicht ausgedrückt werden, ausreichen, um Blätter in Blütenblätter zu verwandeln. Die Wissenschaftler verfuhren so, dass sie alle benötigen fünf Gene einzeln in Pflanzen aktivierten und dann versuchten, diese zu kreuzen, indem sie Pflanzen verwendeten, in denen das zusätzliche Gen schon aktiv war: "Jedes der Gene, mit denen wir arbeiten", so Martin Yanofsky, einer der UCSD-Forscher, "ist normalerweise nur in der Blüte aktiv. Daher mussten wir zu genetischen Tricks greifen, um die fünf unterschiedlichen Gene in Blättern anzuschalten, wo sie normalerweise nicht aktiv sind. Insgesamt benötigten wir für das Kreuzen alleine ein Jahr, bis wir schließlich die Pflanzen hatten, die alle fünf Gene gleichzeitig in Blättern ausdrückten."

Die Entdeckung habe nicht nur wissenschaftliche, sondern auch kommerzielle Bedeutung. Da man prinzipiell durch Gentechnik die Blätter aller Pflanzen in Blütenblätter umwandeln könne, ließen sich nach Yanofsky interessante Blütenpflanzen herstellen: "Stellen Sie sich beispielsweise eine langstielige Rose vor, bei der viele Blätter am Stiel in bunte Blütenblätter verwandelt wurden." (Florian Rötzer)