Durchbruch für die Genetik von Brotweizen

Das Genom des Weizens umfasst sechs Kopien und konnte bisher auf Grund seiner großen Komplexität nicht sequenziert werden. Die in der aktuellen Ausgabe von Nature veröffentlichte Genkarte ist ein wichtiger Schritt, um die Vererbung der Getreidepflanze zu verstehen und molekulare Züchtung auch beim Weizen zu ermöglichen.

Das Genom des Weizens ist nicht nur fast sechsmal so groß wie das Genom des Menschen, es liegt zudem in jeder Zelle der Pflanze in sechs Kopien vor*. Aufgrund dieser Komplexität ist es den Wissenschaftlern bislang nicht gelungen, seine Sequenz zu entschlüsseln. Das Team um Dr. Klaus Mayer vom Institut für Bioinformatik und Systembiologie des Helmholtz Zentrums München hat nun gemeinsam mit britischen Wissenschaftlern der Universitäten in Bristol und Liverpool sowie des John Innes Centres eine erste Genomanalyse durchgeführt und diese in der aktuellen Ausgabe von Nature veröffentlicht.
Wichtigstes Ergebnis der Studie ist eine detaillierte Karte der etwa 96.000 Gene des Weizens (Triticum aestivum). So erkannten die Wissenschaftler durch Vergleich mit bekannten Sequenzen, dass das Erbgut des Weizens Anteile der Genome von drei eng verwandten Grassorten in sich vereint. Die Karte steht der wissenschaftlichen Gemeinschaft nun zur Verfügung.

„Diese Studie kann so etwas wie der Startschuss der Weizengenetik und der molekularen Züchtung beim Weizen werden“, so Mayer. „Seit den 1980er Jahren ist es nicht mehr gelungen, die Ernteerträge ausreichend zu steigern, um mit dem Zuwachs der Weltbevölkerung Schritt zu halten. Wir erwarten, dass mit verbesserter Resistenz gegen Krankheiten und größerer Stresstoleranz die Erträge deutlich gesteigert werden können.“ Weizen ist neben Mais und Reis die wichtigste Getreidepflanze.

Weitere Informationen:

Hintergrund:
*Wissenschaftler bezeichnen das Vorliegen von sechs Genomkopien als hexaploid. Das menschliche Genom ist dagegen diploid, es liegt nur in zwei Kopien vor und umfasst etwa 20.000 Gene.

Original-Publikation:
Mayer, K. et al.(2012): „Analysis of the bread wheat genome using whole-genome shotgun sequencing“, Nature 491, 705–710 (29 November 2012), doi:10.1038/nature11650

Link zur Fachpublikation: http://www.nature.com/nature/journal/v491/n7426/full/nature11650.html

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