Sonntag, 17. Januar 2021
26.11.2020 06:33
Getreide

Vielfalt des Weizens entschlüsselt

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Von: sda

In einem Mammutprojekt haben mehr als 100 Forschende aus neuen Ländern, darunter die Schweiz, das Erbgut von zehn Weizensorten aus vier Kontinenten entschlüsselt. Dies könnte dazu beitragen, die Nutzpflanze in Zukunft gezielt zu züchten, um den Nahrungsbedarf für die wachsende Weltbevölkerung sicherzustellen.

Eine Brotweizensorte, die in der Schweiz prächtig gedeiht, bleibt in Indien ein kümmerliches Gras. Diese Anpassungsfähigkeit an regionale Klimabedingungen und Umweltfaktoren macht Weizen zur weltweit wichtigsten Kulturpflanze.

Das Genom des Weizens zu entschlüsseln ist eine Herkulesaufgabe: Mit rund 100’000 Genen auf 21 Chromosomen ist das Weizengenom etwa fünfmal grösser als das menschliche Erbgut.

Schweizer Weizensorte «ArinaLrFor»

Seit die Nutzpflanze vor 8000 Jahren erstmals angebaut wurde, sind weltweit 560’000 Sorten entstanden. Während einige gut mit Trockenheit zurechtkommen, sind andere auf die Abwehr von lokal vorkommenden Schädlingen spezialisiert.

Das Forschungsteam unter Beteiligung der Universität Zürich (UZH) präsentierte nun die Genome von zehn Brotweizensorten aus Nordamerika, Asien, Australien und Europa im Fachmagazin «Nature». Diese Sorten, unter denen sich die Schweizer Weizensorte namens «ArinaLrFor» befindet, machen laut den Forschenden einen bedeutenden Teil der weltweiten Weizenvielfalt aus.

Es gibt über 560‘000 verschiedene Brotweizensorten
Rebecca Leber, UZH

Einkreuzung verlieh Weizen Vielfalt

Demnach steckt das Geheimnis ihrer Anpassungsfähigkeit in ihren Genen: «Wir konnten zahlreiche Unterschiede in der Genom-Struktur der untersuchten Weizensorten finden», sagte Thomas Wicker von der Uni Zürich gemäss einer Mitteilung des Forschungsinstituts. «Sie unterscheiden sich insbesondere durch grosse Chromosomen-Fragmente, die irgendwann in der Vergangenheit aus Wildgräsern eingekreuzt wurden.»

Exemplarisch sind die grossen Unterschiede in Art und Anzahl der Immunrezeptoren, die die Forschenden in den Genomsequenzen entdeckten. «Diese Variabilität zeigt, dass sich die verschiedenen Sorten an regional unterschiedliche Pflanzenkrankheiten wie Viren und Pilze oder Schädlinge wie Insekten angepasst haben», sagte Wicker.

Weizen behalten «Backup»-Gene bei

Der dreifache Chromosomensatz des Weizens verleiht ihm laut den Forschenden einen weiteren evolutionären Vorteil: «Einzelne Gene können sich verändern, während andere Kopien derselben Gene ihre ursprüngliche Funktion behalten. Die Pflanze hat somit ein grösseres Repertoire an Möglichkeiten und ist anpassungsfähiger», sagte der UZH-Professor Kentaro Shimizu.

Im Jahr 2018 sequenzierten Forschende das erste Genom eines Weizens, dasjenige einer alten chinesischen Landsorte. Das Team brauchte für die weltweit mit Spannung erwartete Entschlüsselung 13 Jahre.

One Response

  1. Es ist eine immense Aufgabe für mehrere hochintelligente Wissenschaftler nur um das Genom, den Bauplan von einer Kulturpflanze, dem Weizen, zu entschlüsseln. Wir sprechen also nur von entschlüsseln, nicht von nach(bauen). Und dann sagen gewisse Menschen, die Welt und alle ihre Fülle (inklusive dem Weizengenom) sei aus Zufall, durch Urknall und milliardenjahrelange Entwicklung so entstanden. Wissenschaft ist ein zweistöckiges Gebäude: unten die Fakten (hier Weizengenom), oben die Interpretation.

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