Preiselbeeren wachsen an Reben in sandigen Mooren und Sümpfen. Lance Cheung, USDA/Flickr

Preiselbeeren gehören zu Thanksgiving in US-Haushalten zum Grundnahrungsmittel – aber wie landete dieser Moorbewohner auf den Feiertagstischen?

Im Vergleich zu vielen wertvollen Pflanzenarten, die über Jahrtausende domestiziert wurden, sind Kulturpreiselbeeren (Macrocarpon-Impfstoff) ist eine junge Nutzpflanze, genau wie die USA ein junges Land sind und Thanksgiving ebenfalls ein relativ neuer Feiertag. Aber als PflanzenwissenschaftlerIch habe aus ihrer Botanik und Genomik viel über die Abstammung der Preiselbeeren gelernt.

Neu in der Pflanzenzüchtungsszene

Der Mensch hat sich kultiviert Sorghum wird seit etwa 5,500 Jahren angebaut, Mais seit rund 8,700 Jahren und Baumwolle seit etwa 5,000 Jahren. Im Gegensatz dazu wurden Preiselbeeren bereits vor etwa 200 Jahren domestiziert – die Menschen aßen die Beeren jedoch schon vorher.

Wilde Cranberries stammen ursprünglich aus Nordamerika. Sie waren eine wichtige Nahrungsquelle für die amerikanischen Ureinwohner, die sie in Puddings, Soßen, Brot usw. verwendeten proteinreiches tragbares Lebensmittel namens Pemmikan – eine fleischfressende Version eines Energieriegels, hergestellt aus einer Mischung aus getrocknetem Fleisch und ausgeschmolzenem tierischem Fett und manchmal gespickt mit getrockneten Früchten. Einige Stämme stellen noch heute Pemmikan herUnd sogar eine kommerzielle Version vermarkten.

Der Cranberry-Anbau begann 1816 in Massachusetts, wo der Veteran des Unabhängigkeitskrieges, Henry Hall, die Cranberry entdeckte Cranberry-Moore mit Sand bedecken düngte die Reben und hielt Wasser um ihre Wurzeln zurück. Von dort aus verbreitete sich die Frucht im gesamten Nordosten und oberen Mittleren Westen der USA.

Heute, Wisconsin produziert etwa 60 % der Cranberry-Ernte in den USA, gefolgt von Massachusetts, Oregon und New Jersey. Cranberries werden auch in Kanada angebaut, wo sie vorkommen eine wichtige Obsternte.

 
Landwirte überschwemmen oft Cranberry-Moore, um die Früchte zu ernten, die sie dann von den Reben abharken. Michael Galvin, Massachusetts Office of Travel and Tourism/Flickr, CC BY-ND

Eine flexible und anpassungsfähige Pflanze

Cranberries haben viele interessante botanische Eigenschaften. Cranberry-Blüten sind wie Rosen, Lilien und Narzissen Zwitter, das heißt sie enthalten sowohl männliche als auch weibliche Teile. Dadurch können sie sich selbst bestäuben, anstatt auf Vögel, Insekten oder andere Bestäuber angewiesen zu sein.

Eine Cranberry-Blüte hat vier Blütenblätter, die sich ablösen, wenn die Blüte blüht. Dadurch werden die Staubbeutel freigelegt, die den Pollen der Pflanze enthalten. Die Ähnlichkeit der Blume mit dem Schnabel eines Vogels brachte der Preiselbeere ihren ursprünglichen Namen ein: die „Preiselbeere"

Wenn Cranberries sich nicht selbst bestäuben, sind sie darauf angewiesen, dass Hummeln und Honigbienen ihren Pollen von Blüte zu Blüte transportieren. Sie können auch sexuell durch das Pflanzen von Samen oder ungeschlechtlich durch das Bewurzeln von Weinreben vermehrt werden. Dies ist für Landwirte wichtig, da die samenbasierte Vermehrung eine höhere genetische Vielfalt ermöglicht, was sich beispielsweise in einer erhöhten Krankheitsresistenz oder einer größeren Schädlingstoleranz niederschlagen kann.

Ebenso wichtig ist jedoch die asexuelle Fortpflanzung. Mit dieser Methode können Züchter Klone von Sorten erstellen, die in ihren Mooren sehr gut gedeihen, und noch mehr dieser Hochleistungstypen anbauen.

Jede Cranberry enthält vier LufteinschlüsseDeshalb schwimmen sie, wenn Bauern Moore überschwemmen, um sie zu ernten. Die Lufteinschlüsse sorgen auch dafür, dass rohe Cranberries aufprallen, wenn sie auf eine harte Oberfläche fallen – ein guter Indikator dafür, ob sie frisch sind.

Diese Taschen erfüllen eine biologische Funktion: Sie ermöglichen es den Beeren, Flüsse und Bäche hinunterzutreiben, um ihre Samen zu verbreiten. Viele andere Pflanzen verbreiten ihre Samen über Tiere und Vögel, die ihre Früchte fressen und die Samen bei ihrer Bewegung ausscheiden. Aber wie jeder, der sie schon einmal roh probiert hat, weiß, sind Cranberries extrem säuerlich, das stimmt begrenzte Attraktivität für Wildtiere.

Cranberry-DNA lesen

Dass Cranberries eine so junge Kulturpflanze sind, wissen Wissenschaftler bereits viel über ihre Genetik. Die Cranberry ist ein DiploidDas bedeutet, dass jede Zelle einen Chromosomensatz des mütterlichen Elternteils und einen Satz des väterlichen Elternteils enthält. Es hat 24 Chromosomen und seine Genomgröße beträgt weniger als ein Zehntel der menschlichen Genomgröße.

Erkenntnisse wie diese helfen Wissenschaftlern, besser zu verstehen, wo sich potenziell wertvolle Gene im Cranberry-Genom befinden könnten. Und diploide Nutzpflanzen haben tendenziell weniger Gene, die mit einem einzelnen Merkmal verknüpft sind, was die Züchtung zur Hervorhebung dieses Merkmals viel einfacher macht.

Forscher haben auch die Genetik des wilden Verwandten der Kulturpreiselbeere beschrieben, der als „kleine Preiselbeere“ (Vaccinium oxycoccos). Der Vergleich der beiden kann Wissenschaftlern dabei helfen, herauszufinden, wo sich die agronomisch wertvollen Merkmale der Kulturpreiselbeere in ihrem Genom befinden und woher ein Teil der Kältehärte der kleinen Preiselbeere kommen könnte.

Forscher sind Entwicklung molekularer Marker – Werkzeuge zur Bestimmung, wo sich bestimmte Gene oder Sequenzen von Interesse in einem Genom befinden – um dabei zu helfen, die besten Kombinationen von Genen aus verschiedenen Cranberry-Sorten zu ermitteln, die gewünschte Merkmale verbessern können. Beispielsweise möchte ein Züchter die Früchte möglicherweise größer, fester oder rötlicher gestalten.

Während Preiselbeeren erst seit kurzer Zeit von Menschen angebaut werden, ist ihre Entwicklung schon viel länger her. Sie kamen mit einer langen genetischen Geschichte in die Landwirtschaft, darunter Dinge wie Ereignisse der Duplikation des gesamten Genoms und genetische Engpässe, die gemeinsam verändern, welche Gene in einer Population im Laufe der Zeit gewonnen oder verloren werden.

Es kommt zu einer Duplikation des gesamten Genoms, wenn die Genome zweier Arten kollidieren und ein neues, größeres Genom entsteht, das alle Merkmale der beiden Elternarten umfasst. Genetische Engpässe treten auf, wenn eine Population stark verkleinert wird, wodurch die genetische Vielfalt dieser Art eingeschränkt wird. Diese Ereignisse kommen in der Pflanzenwelt äußerst häufig vor und können sowohl zum Gewinn als auch zum Verlust verschiedener Gene führen.

Die Analyse des Genoms der Preiselbeere kann Aufschluss darüber geben, wann sie sich evolutionär von einigen ihrer Verwandten wie der Blaubeere, der Preiselbeere und der Heidelbeere unterschieden hat. Verständnis wie sich moderne Arten entwickelten kann Pflanzenwissenschaftlern beibringen, wie unterschiedliche Merkmale vererbt werden und wie man sie in Zukunft effektiv züchten kann.

Zur richtigen Zeit reif

Die enge Verbindung von Cranberries mit Thanksgiving war zunächst einfach eine praktische Angelegenheit. Frische Preiselbeeren können von Mitte September bis Mitte November geerntet werden, sodass Thanksgiving in den perfekten Zeitraum zum Verzehr fällt.

Cranberry-Sauce wurde erstmals im 1600. Jahrhundert lose in Berichten aus den amerikanischen Kolonien beschrieben und erschien in a Kochbuch zum ersten Mal im Jahr 1796. Der herbe Geschmack der Beeren, der entsteht hohe Konzentrationen verschiedener SäureartenDadurch sind sie mehr als doppelt so sauer wie die meisten anderen essbaren Früchte und verleihen einer Mahlzeit voller milder Speisen wie Truthahn und Kartoffeln eine willkommene Würze.

In den letzten Jahrzehnten hat sich die Cranberry-Industrie ausgeweitet Säfte, Snacks und andere Produkte auf der Suche nach ganzjährigen Märkten. Aber für viele Menschen ist Thanksgiving immer noch die Zeit, in der sie am wahrscheinlichsten Preiselbeeren in irgendeiner Form auf dem Speiseplan sehen.

Serina DeSalvio, Ph.D. Kandidat für Genetik und Genomik, Texas A & M Universität

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