Während Gerste und Weizen vor ungefähr 10.000 Jahren im sogenannten fruchtbaren Halbmond Vorderasiens gezämt wurden, breitete sich Roggen zunächst als Ackerunkraut in Gerste- und Weizenfeldern nordwärts nach Europa aus. - zvg
Roggen ist eine ausgesprochen klimaresistente Getreidepflanze, die eine erhebliche Bedeutung für Deutschland und Nordosteuropa hat. Trotz seines grossen und komplexen Genoms ist es einem internationalen Forschungsteam unter Führung des IPK Leibniz-Institutes (D) nun gelungen, das Genom von Roggen vollständig zu entschlüsseln.
Roggen ist ein sogenannter Fremdbefruchter, bei dem sich einzelne genetische Merkmale nicht so leicht fixieren lassen, wie bei einem Selbstbefruchter. Zudem ist das Roggen-Genom deutlich komplexer, was vor allem an der hohen Zahl sich oft wiederholender DNA-Abschnitte liegt.
Roggen weniger im Fokus
«Die im weltweiten Massstab vergleichsweise geringe wirtschaftliche Bedeutung in Verbindung mit der grossen Komplexität des Genoms haben dazu geführt, dass Roggen international weniger im Fokus der Wissenschaft gestanden hat und sein Erbgut somit erst verspätet entschlüsselt werden konnte», erklärt Nils Stein, Leiter der Arbeitsgruppe Genomik Genetischer Ressourcen am IPK und Inhaber einer Brückenprofessur an der Universität Göttingen. Dabei birgt die genetische Vielfalt des Roggen vielfältige Potenziale für die Züchtung.
Ergebnisse vielversprechend
Basierend auf ihren Erfahrungen bei der Entschlüsselung der Genome von Weizen und Gerste entschlossen sich die Wissenschaftler nun, auch für Roggen eine Referenzsequenz zu erstellen. Dafür nutzten sie reinerbiges Saatgut des Pflanzenzüchtungunternehmens KWS SAAT SE & Co. KGaA.
Die Ergebnisse, sind für Wissenschaft und Züchtung vielversprechend. So bietet Roggen einen Zugang zu einem vielfältigen wilden Genpool, nicht nur für die Roggen- sondern insbesondere auch für die Weizenzüchtung.
«So können beispielsweise Resistenz-Gene aus Roggen durch klassische Kreuzungszüchtung auf Weizen übertragen werden, was in der Vergangenheit bereits wiederholt genutzt wurde», erklärt Nils Stein. «Die Bedeutung unserer Forschungsergebnisse reicht also weit über Roggen hinaus», fährt er fort.
Die Daten sind frei zugänglich
Durch die Kenntnis der Referenzsequenz wird es einfacher, positive Eigenschaften des Roggens wie Resistenzen auf Weizen zu übertragen, ohne dass dies etwa die Backeigenschaften negativ beeinflusst.
Die Daten sind frei zugänglich. Damit kann die grosse genetische Vielfalt des „kleinen Bruders“ von Gerste und Weizen systematisch erschlossen und von Züchtern zielgerichteter genutzt werden.
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