Ob anregend oder beruhigend: Jede Teesorte hat ihren eigenen charakteristischen Geschmack und ihre ganz individuelle Wirkung auf unseren Körper. Dafür verantwortlich sind die Aminosäuren in den Teeblättern, deren Zusammensetzung sich je nach Teesorte unterscheidet. Beispielsweise wirkt das süßliche Theanin aus grünem Tee beruhigend und entspannend. Die Teepflanze stellt diese und andere Aminosäuren jedoch nicht für den Geschmack her, sondern um sie in ihrem Stoffwechsel weiterzuverwerten und somit wachsen zu können. Möglich machen dies verschiedene Enzyme und Transportmoleküle, die die Aminosäuren aus den Wurzeln in die Blätter transportieren. Denn nur in den Wurzeln können aus dem Stickstoff im Boden effektiv und schnell Aminosäuren hergestellt werden, wie aus früheren Studien hervorgeht. Doch wie genau dieses Stickstoff- und Aminosäuremanagement in den Teepflanzen abläuft, war bislang unklar.
Aufwendiges Stickstoff-Management
Ein Forschungsteam um Shuwei Yu von der Hunan Agricultural University in China hat nun den Stoffwechsel der Teepflanzen und darin insbesondere die Rolle der Aminosäuren genauer untersucht. Dafür analysierten sie am Beispiel der Teepflanze Camellia sinensis, welche Gene und Stoffwechselprodukte in den jeweiligen Pflanzenteilen an der Aminosäureproduktion beteiligt sind – von der Wurzel bis zur Blattspitze.
Die Auswertung ergab, dass die Teepflanzen zunächst über ihre Wurzeln Stickstoff in Form von Ammonium (NH4+) aus dem Boden aufnehmen. Dieser Schritt war entscheidend und limitierte alle nachfolgenden Schritte, wenn nicht ausreichend Stickstoff zur Verfügung stand. Aus dem Ammonium stellten die Pflanzenwurzeln dann vor allem die Aminosäuren Glutamat, Glutamin, Theanin und Arginin her. Anschließend wurden diese Aminosäuren von den Wurzeln aus in unterschiedliche Areale verteilt. Mit dem Pflanzensaft gelangten sie über das Gefäßsystem der Pflanze bis in die Blätter. Arginin fand sich später jedoch vor allem in den Stielen und Stammwurzeln, weil es in jungen Blättern sehr schnell abgebaut oder zu Theanin und Glutamat umgewandelt wird, wie Yu und ihre Kollegen feststellten. In den Blättern reicherten sich dadurch letztlich vor allem Theanin und Glutamat an.
Eine Schlüsselrolle kommt bei diesem Prozess einem bestimmten Gen zu, wie das Team ermittelte. Das CsGSIa Gen kodiert für ein Protein, das in allen Pflanzenteilen vorhanden und an allen drei Schritten der Stickstoffaufbereitung beteiligt ist: von der Aminosäureproduktion über den Transport bis zur Weiterverwertung. Um dies zu belegen, schalteten die Forschenden das Gen aus. Im Ergebnis fanden sich in allen Pflanzenteilen deutlich geringere Konzentrationen an Glutamin und Theanin.
