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02.04.2019 14:24

Safran kommt aus Attika – Herkunft des Safran-Krokus nach Griechenland zurückverfolgt

Regina Devrient Presse und Öffentlichkeitsarbeit
Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung

    Crocus sativus, eine kleine lila Blume mit drei knallroten Narben. Sie sieht den in Frühlingsbeeten omnipräsenten Krokussen zum Verwechseln ähnlich, ist jedoch um einiges wertvoller. Denn sobald sie von Hand geerntet und getrocknet wurden, werden die Narben des Safran-Krokus als das teuerste Gewürz der Welt, Safran, verkauft. Über die Herkunft von C. sativus wird schon seit Langem spekuliert, da dieses Wissen Pflanzenzüchtern ermöglichen würde, genetische Diversität in die sonst genetisch uniforme Pflanzenart zu bringen. Zwei neue Studien haben nun aufgezeigt, dass der Safran-Krokus von einem griechischen Vorfahren abstammt.

    Schon seit der Antike verleiht Safran Speisen eine goldgelbe Färbung und einen aromatischen Geschmack. Die Verwendung der Narben des Safran-Krokus (Crocus sativus) wird in Fresken aus Kreta und Santorin dargestellt, welche älter als 3600 Jahre sind. Heutzutage wird die wertvolle Pflanze vor allem im Iran angebaut, wo mehr als 90 Prozent des weltweiten Safranertrags produziert wird. Aber aufgrund seiner Widerstandsfähigkeit werden kleine Mengen Safran sogar in eher unwahrscheinlich anmutenden Ländern wie der Schweiz und Deutschland erzeugt. Die Herkunft des Safrans war, möglicherweise aufgrund seiner ausgedehnten landwirtschaftlichen Verbreitung, bis vor Kurzem noch unbekannt. Nun wurde in zwei unabhängigen Studien der Ursprung von C. sativus in Griechenland lokalisiert.

    Der Safran-Krokus ist eine triploide und männlich-sterile Pflanze. Das bedeutet, dass sie lediglich vegetativ vermehrt werden kann. In diesem Fall werden Stücke der Safran-Knolle abgebrochen und eingepflanzt, damit aus diesen Tochter-Knollen neue Pflanzen wachsen können. Eine Folge dieser Vermehrungsform ist, dass es keinen Raum dafür gibt, die Qualität des Safrans durch das Kreuzen verschiedener Kulturvarietäten zu verbessern. Somit sind alle modernen Safran-Pflanzen genetisch nahezu identisch. Die Erkenntnis, von welcher Pflanzenart der Safran-Krokus abstammte, würde es Pflanzenzüchtern jedoch ermöglichen, neue Genotypen in den Genpool des Safran-Krokus einzubringen.

    Forscher des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) Gatersleben beschlossen, das Rätsel um die Herkunft des Safrans endlich zu lösen, indem sie molekulare Marker von wilden Krokus-Arten mit denen des Safran-Krokus verglichen. Die Wissenschaftler aus der Arbeitsgruppe „Experimentelle Taxonomie“ von Dr. Frank Blattner gingen daher auf Sammelexkursionen, um die benötigten einheimischen Proben aller relevanten Pflanzenarten zu besorgen. Durch die Analyse von genomweiten Unterschieden im Erbgut und der Untersuchung der Chloroplastengenome der verschiedenen Krokus-Arten konnten die Forscher die Art bestimmen, welche C. sativus genetisch am meisten ähnelt. So wurde die wilde Krokus-Art C. cartwrightianus aus Griechenland als der alleinige Vorfahre der modernen Safran-Pflanze identifiziert. Zugleich wurde festgestellt, dass Safran aus Attika, der Gegend um der griechischen Hauptstadt Athen, stammt.

    C. cartwrightianus war zuvor schon als möglicher Ahne von C. sativus vermutet worden, jedoch hatte die hohe intra-spezifische genetische Diversität von C. cartwrightianus bei früheren Untersuchungen zu ungenauen Ergebnissen geführt. In der IPK-Studie wurden jedoch nun eindeutige 99,3 Prozent der Allele von C. sativus in C. cartwrightianus aufgefunden.

    Die Ergebnisse der Untersuchungen wurden zudem durch eine unabhängige, komplementierende Studie der TU Dresden bestätigt. Die Dresdner Wissenschaftler in der Arbeitsgruppe von Prof. Thomas Schmidt führten eine vergleichende Chromosomenanalyse mit Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung (FISH) von verschiedenen Krokus-Arten durch. So konnten sie ebenfalls aufzeigen, dass C. sativus als Folge einer „Autopolyploidisierung“ entstanden war. In diesem Fall durch die Fusionierung der Genome von zwei C. cartwrightianus-Pflanzen.

    Überraschend für alle beteiligten Forscher war, dass das Hauptanbaugebiet für Safran heute eindeutig außerhalb des Verbreitungsgebietes seines Vorfahrens C. cartwrightianus liegt, da C. sativus in trockeneren und höher gelegenen Regionen gedeiht. Sie vermuten, dass der Grund hierfür auch in der Ursprungsgeschichte des Safrans liegt – so war es vermutlich das Autopolyploidisierungs-Ereignis, welches zur Verschiebung des Habitats des Safrans führte, fort von den mediterranen Vegetationszonen Griechenlands.

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    Zusammenfassung:
    - Safran, die getrockneten Narben des Safran-Krokus (Crocus sativus), ist das weltweit teuerste Gewürz. Die männlich-sterile triploide Pflanze wird seit mindestens 3600 Jahren vegetativ vermehrt, jedoch wird schon seit Langem über die Herkunft des Safran-Krokus spekuliert.
    - In einem Projekt des IPK Gatersleben wurden Chloroplastengenome und genomweite DNA-Polymorphismen in Krokus-Arten analysiert. So wurde aufgezeigt, dass Safran in Attika, Griechenland, durch die Kombination von zwei verschiedenen Genotypen der wilden Krokus-Art C. cartwrightianus entstanden ist. Die Erkenntnisse werden von den Ergebnissen einer unabhängigen Studie der TU Dresden unterstützt.
    - Die Klärung der Eltern-Art kann Pflanzenzüchtern nun dabei helfen, die niedrige genetische Diversität des Safran-Krokus zu überwinden. So dürfte es nun möglich sein, mit neuen C. cartwrightianus-Genotypen neue Safran-Linien zu züchten.


    Wissenschaftliche Ansprechpartner:

    Dr. Frank Blattner
    Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung
    Tel.: +49 39482 5202,
    E-mail: blattner@ipk-gatersleben.de


    Originalpublikation:

    Nemati Z., Harpke D., Gemicioglu A., Kerndorff H., Blattner F.R. (2019) Saffron (Crocus sativus) is an autotriploid that evolved in Attica (Greece) from wild Crocus cartwrightianus. Molecular Phylogenetics and Evolution, in press. https://doi.org/10.1016/j.ympev.2019.03.022


    Weitere Informationen:

    https://doi.org/10.1016/j.ympev.2019.03.022
    https://doi.org/10.1111/nph.15715
    https://doi.org/10.1101/537688


    Merkmale dieser Pressemitteilung:
    Journalisten, Wissenschaftler
    Biologie, Ernährung / Gesundheit / Pflege, Tier- / Agrar- / Forstwissenschaften, Umwelt / Ökologie
    überregional
    Wissenschaftliche Publikationen
    Deutsch


    Verbreitungskarte von Crocus cartwrightianus (gestrichelte Linie). In rot ist die griechische Region (Attika) markiert in der der Safrankrokus entstanden ist.


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    Crocus cartwrightianus


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