Ziel der ökologischen Wirtschaftsweise ist eine Fütterung der Tiere mit ausschließlich ökologisch erzeugten Futtermitteln. Als Eiweißfuttermittel bieten sich heimische Körnerleguminosen an; bei Schweinen und Geflügel kann sich dabei jedoch das Problem einer unzureichenden Methioninversorgung ergeben. Ein Forschungsvorhaben hat untersucht, wie man den Methioningehalt von Ackerbohne, Erbse und Lupine steigern kann.
Im Projekt "Selektion auf Methioninreichtum bei heimischen Leguminosen (Vicia faba, Pisum sativum und Lupinus angustifolius)" (FKZ 05OE024) setzte das Johann Heinrich von Thünen-Institut (Institut für Ökologischen Landbau, Trenthorst) phänotyische Selektionskriterien zur Identifizierung von Leguminosenpflanzen mit methioninreichem Samen bzw. Samenprotein ein. Die Selektion erfolgte an Mx-Generationen mit Ethylmethansulfonat (EMS) behandelter Pflanzen anhand des Chlorophyllgehaltes der Blätter und der Keimwurzellänge in einer Ethioninlösung (Et-Test). Der Methioningehalt der Samen sollte anhand der Schwefelgehalte eingestuft werden.
Zwischen den Chlorophyllgehalten der Blätter und den Methionin- oder Schwefelgehalten in den Samen der Pflanzen konnte kein belastbarer Zusammenhang ermittelt werden. Im Et-Test konnten bei L. angustifolius im Mittel signifikant höhere relative Methioningehalte (g/16g N) in den Samen der selektierten Pflanzen gegenüber den Kontrollpflanzen festgestellt werden. Bei den übrigen untersuchten Pflanzenarten gelang dies nicht. Bei P. sativum lagen bei den im Et-Test als potentiell methioninreich selektierten Pflanzen bei hohen absoluten Methioningehalten (g/kg) gleichzeitig auch oft hohe S-Gehalte in den Samen vor.
Die Methodik des Et-Tests wurde im Projekt erfolgreich entwickelt, jedoch war die vorliegende Probenzahl für eine abschließende Bewertung der Methodik zu gering.
Bei den Untersuchungen zur regulatorischen Funktion vom freien, zellulären Methionin auf die Protein- und Genexpression der Pflanzen konnte eine Reduktion der allgemeinen Proteinexpression in Gegenwart von 1 mM Methionin festgestellt werden. Ein Zusammenhang zwischen Methioningehalt und Chlorophyllbiosynthese konnte nicht bestätigt werden.
Anhand der Aminosäurezusammensetzung in den Samen eines Leguminosensortiments (je Art 27 bis 50 Sorten) konnte die aus der Literatur bekannte negative Korrelation zwischen Rohproteingehalt und relativem Methioningehalt bestätigt werden. Die Methioningehalte zeigten mit 12 bis 22 Prozent (g/16gN) bzw. 16 bis 24 Prozent (g/kg) positiver Abweichung vom Mittelwert eine hohe Variabilität des Merkmals.
Die Züchtung von methioninreichen Körnerleguminosen schätzen die Wissenschaftler bereits auf Basis der natürlichen Variabilität der Gehalte mit dem bestehenden Sortiment als durchaus erfolgversprechend ein. Sie empfehlen dazu eine breit angelegte Selektion von Einzelpflanzen aus bestehenden Sorten und Linien nach exakt bestimmten Aminosäuregehalten im Samen.
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Dr. Hans Marten Paulsen
Johann Heinrich von Thünen-Institut (vTI)
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