Goji Beeren sind die Früchte von Lycium barbarum (Solanaceae) und fanden Anfang des 21. Jahrhunderts - von Asien aus - ihren Weg auf die „westlichen“ Märkte. Als gesundes Lebensmittel welches zum Wohlergehen beiträgt und vorzeitiges Altern verhindert wurden die Beeren angepriesen. Mittlerweile wird sogar von einer sogenannten Superfrucht bzw. Superfood gesprochen. Solche Prädikate werden gerne von Firmen für die Werbung eingeführt.
Bericht der LA Times (2008) über sogenannte Super Früchte.
Bericht der LA Times (2009) über den Versuch einiger Bauern Goji in den USA anzubauen.
In diesem Projekt geht es nicht um eine Superfrucht, sondern um die Frage, ob in Produkten Goji Früchte enthalten sind, oder nicht. Es ist bekannt, dass eine nah verwandte Art von L. barbarum - L. chinense – zu ähnlichen Zwecken als Lebensmittel und medizinische Pflanze verwendet wird und dass manchmal billigere Surrogate (L. chinense var. potaninii, L. ruthenicum und L. truncatum) in entsprechenden Produkten auftauchen.
Mit Hilfe von genetischen Markern werden regelmäßig die Verwandtschaftsverhältnisse von verschiedenen taxonomischen Einheiten untersucht. Dabei werden Sequenzen verglichen und nach Ähnlichkeit gruppiert. Darüber hinaus gehend können bestimmte Merkmale von Sequenzen dazu verwendet werden, um z.B. über einen Restriktionsverdau oder eine PCR die taxonomische Zugehörigkeit, basierend auf einer entsprechenden DNA Probe, nachzuweisen.
| Titel | Bearbeiter | Typ | Datum |
|---|---|---|---|
| Der wahre Goji? | Stephanie Calin, Daniel Kuhn | F2 PE | 20.04.2015 |
| Morphological verification of genetic resources of Goji - Lycium barbarum and Lycium chinense and congeneric species - and development of DNA-based differentiation methods | Sascha Wetters | Masterarbeit | 2015 |
| Der wahre Goji? | Leonie Hacker, Laura Feller | F2 PE | 12.06.2015 |
Projekt Beschreibung
Morphology:
Blüten
Die Blütezeit der Akzessionen liegt im August / September, weswegen der Teil, der sich mit diesen Organen befasst, nur in einem F3 oder einer Bachelorarbeit zur angegeben Zeit behandelt werden kann.
Im botanischen Garten werden seit geraumer Zeit verschiedene Akzessionen von L. barbarum und L. chinense kultiviert. Beim Versuch die Identität der Akzessionen mit Hilfe von molekularen Markern zu überprüfen stellte sich heraus, dass eine eindeutige Zuordnung nicht möglich ist. Aus diesem Grund wollen wir die in der Bestimmungsliteratur beschriebenen morphologischen Merkmale (siehe Tabelle 1) im Detail anschauen um eventuelle Hybridisierungen bzw. falsch Bezeichnung durch die ursprüngliche Quelle des Saatgutes auszuschließen.
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L. barbarum |
L. chinense |
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Calyx usually 2-lobed |
Calyx usually 3-lobed or 4- or 5-dentate |
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Corolla lobes marginally glabrescent Tube and limb funnel form, obviously longer than lobes |
Corolla lobes marginally pubescent Tube funnel form, shorter than or sub equaling lobes |
Tabelle 1: Morphologische Schlüssel Merkmale zur Unterscheidung von L. chinense und L. barbarum
Früchte
Anhand des Trockengewichts von Früchten (siehe Abb.2) wurde bereits ein Unterschied zwischen den Akzessionen festgestellt. Im F2 Plant Evolution I wurden zwischen den Akzessionen Unterschiede in der Anzahl an Samen pro Frucht nachgewiesen. In beiden Fällen sind die Korrelationen zwischen den zwei Erntejahren (2013 + 2014) deutlich zu erkennen.
Samen
Mit den isolierten Samen können in der Zukunft Keimungsversuche unternommen werden. Da Lycium Beeren von Vögeln verbreitet werden und diese Verbreitung in manchen Fällen einen zusätzlichen Effekt auf die Keimung hat, wollen wir testen, ob Samen, die für eine bestimmte Zeit einem anderen pH Milleu ausgesetzt sind, besser oder schlechter keimen als unbehandelte Samen.
DNA Marker:
Genetische Marker werden gerne dazu verwendet um Verwandschaftsverhältnisse zwischen taxonomischen Einheiten (z.B. Arten, Gattungen, Familien) zu untersuchen. Mit Hilfe von DNA Barcoding Markern (ITS, psbAtrnH) wollen wir die vorhandenen Akzessionen untersuchen (Bsp. Abb.1) und die Ergebnisse mit morphologischen und biochemischen Merkmalen korrelieren.
Anhand spezifischer genetischer Unterschiede wollen wir anschließend einen Assay zur Authentifizierung von L. barbarum und L. chinense entwickeln. Mit vorhandenen kommerziellen Produkten sowie den Referenzpflanzen kann dieser Assay getestet und optimiert werden.
Sollten sich die Sequenz basierten Marker als unzureichend herausstellen stehen DNA Fingerprinting Ansätze zur Verfügung. Anstatt mit Sequenzen arbeitet man hier mit DNA Fragment Mustern.
Biochemie:
In den letzten zwei Jahren haben wir Früchte von einigen Akzessionen gesammelt und getrocknet. Aus den Früchten lassen sich die Inhaltstoffe extrahieren und mittels Dünnschichtchromatographie (TLC) trennen (Bsp. Abb.3). Lassen sich Unterschiede in den Inhaltstoff Mustern erkennen ?
Hintergund Lektüre
T. Fukuda (2001). ‘Phylogeny and Biogeography of the Genus Lycium (Solanaceae): Inferences from Chloroplast DNA Sequences’. Molecular Phylogenetics and Evolution 19(2):246–258.
R. A. Levin & J. S. Miller (2005). ‘Relationships within tribe Lycieae (Solanaceae): paraphyly of Lycium and multiple origins of gender dimorphism’. American Journal of Botany 92(12):2044–2053.
R. G. Olmstead, et al. (1999). ‘Phylogeny and provisional classification of the Solanaceae based on chloroplast DNA’. Solanaceae IV 1(1):1–137.
O. Potterat (2010). ‘Goji (Lycium barbarum and L. chinense): Phytochemistry, pharmacology and safety in the perspective of traditional uses and recent popularity’. Planta Med 76:7–19.
T. Xin, et al. (2013). ‘Super food Lycium barbarum (Solanaceae) traceability via an internal transcribed spacer 2 barcode’. Food Research International 54(2):1699–1704.
X. Yao, et al. (2011). ‘Phytochemical and Biological Studies of Lycium Medicinal Plants’. Chemistry & Biodiversity 8(6):976–1010.
X.-l. Yin, et al. (2005). ‘Assessing phylogenetic relationships of Lycium samples using RAPD and entropy theory’. Acta Pharmacologica Sinica 26(10):1217–1224.
K. Y. B. Zhang, et al. (2001). ‘Differentiation of Lycium barbarum from its related Lycium species using random amplified polymorphic DNA’. Planta medica 67(4):379–381.