Kohlendioxid schützt Weintrauben im Kalten

Tafeltrauben werden nach der Ernte im Normalfall bei 0 °C gelagert, um die Beeren vor Wasserverlust zu schützen. Bei kälteempfindlichen Pflanzen können Kühlschäden auftreten, die auf Zellen beschädigende und Bräunung verursachende reaktive Sauerstoffspezies (Reactive Oxygen Species, ROS) zurückzuführen sind. Darüber hinaus können die Pflanzen anfälliger gegenüber Pilzpathogenen (Pilzerregern) wie etwa Grauschimmel werden, die bei niedrigen Temperaturen um die – 5 °C wachsen können.

Um dem entgegenzusteuern, reagieren Tafeltrauben auf niedrige Temperaturen mit der Aktivierung von Frostschutzproteinen und Enzymen, welche die Früchte vor Schaden durch reaktive Sauerstoffspezies schützen. Sind die Trauben CO2 ausgesetzt, werden gleichermaßen die Kälteschäden reduziert, und deshalb ist es möglich, dass das Gas eine Rolle bei diesem Reaktionsmechanismus auf Kältestress spielt.

Das EU-finanzierte Projekt MOLCHARAVITIS (Study of the molecular mechanisms involved in the beneficial effect of high CO2 levels to preserve table grape quality during the storage at low temperature) verfolgte das Ziel, zu durchschauen, wie CO2 Tafeltrauben vor Schäden durch Kühlhauslagerung schützt.

Die Forscher behandelten die Tafeltrauben für drei Tage bei 0 °C mit CO2 und betrachteten die Gene, die während dieser Zeit aktiviert wurden. Sie fanden große Mengen an Proteinen, sogenannten Transkriptionsfaktoren (TF), die Gene aktivieren, die am Schutz der Beeren vor Kältestress und Krankheitserregern beteiligt sind.

Eines dieser Schutzproteine, Dehydrin, wird im Allgemeinen von einem TF mit der Bezeichnung C-Repeat Binding Factor (CBF) aktiviert, der wiederum selbst durch CO2 aktiviert wird. Die Forscher fanden jedoch heraus, dass das Dehydrin in diesem Fall nicht durch CBF, sondern über einen anderen durch Kälte induzierbaren Pfad aktiviert wurde.

Ein weiterer Transkriptionsfaktor mit der Bezeichnung Ethylen-Responsive Element-Binding Factor (ERS) hat jedoch ein Protein aktiviert, das Pflanzen vor Pathogenen schützt. Da man in den mit CO2 behandelten Pflanzen höhere ERS-Werte als in unbehandelten Pflanzen vorfand, könnte das CO2 diese Abwehrreaktion gegen Krankheitserreger ausgelöst haben.

Es ist äußerst nützlich für die Traubenerzeuger, die den Reaktionen der Tafeltrauben auf niedrige Temperaturen zugrunde liegenden Mechanismen zu verstehen. Da Schwefeldioxid als Konservierungsmittel für Trauben nach der Ernte aufgrund von gesundheitlichen Bedenken Beschränkungen unterliegt, stellt CO2 eine vielversprechende alternative Behandlungsoption dar.