Erfolgreiche Strategie zur Entschlüsselung komplexer Getreidegenome entwickelt

20.06.2011 - Deutschland

Einer internationalen Forschungsgemeinschaft unter der Leitung von Dr. Nils Stein, Arbeitsgruppenleiter am Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) in Gatersleben, gelang nach zweijähriger Arbeit erstmalig der genomweite Einblick in die ökonomisch und wissenschaftlich wichtige Getreidesorte Gerste. Die Wissenschaftler etablierten eine Strategie, mit der sie bereits jetzt die Anordnung von etwa zwei Drittel aller Gene in Gerste bestimmen konnten. Diese dient nun als Grundlage für die vollständige Entschlüsselung des Gersten- und des nahe verwandten Weizengenoms. Nach Informationen der Welternährungsorganisation nehmen Weizen und Gerste weltweit Platz eins und fünf der meistgeernteten Nutzpflanzen weltweit ein.

Nur wenn Wissenschaftler den genetischen Code einer Pflanze kennen, können sie die molekularen Mechanismen verstehen, die für die Ausprägung komplexer Eigenschaften verantwortlich sind. Der genetische Code bildet auch die Grundlage für weitgehende Züchtungsvorhaben, die bedeutende agronomischer Eigenschaften wie Trockentoleranz und Resistenzen einer Pflanze verbessern.

Die Größe und der komplizierte Aufbau der Getreidegenome erschwerten bisher deren vollständige Entschlüsselung. „Das Gerstengenom ist etwa zweieinhalb mal so groß wie das menschliche Genom und entspricht ungefähr zwölfmal dem Reisgenom, für dessen Entschlüsselung etwa 100 Millionen US-Dollar benötigt wurden“, verdeutlicht Dr. Nils Stein die Größenverhältnisse. Die an Gerste erfolgreich erprobte Strategie setzen Wissenschaftler bereits auch beim wesentlich größeren Weizengenom ein. Aufgrund der Ähnlichkeit vieler Getreidesorten werden die Forscher auch die Beziehungen zwischen den genetischen Informationen und den Merkmalsausprägungen auf andere verwandte Getreidearten wie beispielsweise Roggen übertragen können.

Gefördert werden die Arbeiten mit 6,8 Mio. Euro durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des nationalen Verbundprojekts zur Pflanzenforschung GABI-Future.