Forschende entschlüsseln die Vielfalt des Weizens
Forscher haben die Vielfalt des Weizens untersucht. Das Getreide profitiert vom dreifachen Chromosomensatz und seinem grossen Repertoire.
Das Wichtigste in Kürze
- Weizen könnte den weltweit steigenden Nahrungsbedarf decken.
- Forscher haben nun zehn Brotweizensorten aus verschiedenen Ländern analysiert.
- Dabei haben sie eine Vielzahl an unterschiedlichen Genom-Strukturen entdeckt.
In einem Mammutprojekt haben mehr als 100 Forschende aus neun Ländern das Erbgut von zehn Weizensorten entschlüsselt. Dies könnte dazu beitragen, die Nutzpflanze in Zukunft gezielt zu züchten, um den Nahrungsbedarf für die wachsende Weltbevölkerung sicherzustellen.
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.
Zehn Brotweizensorten untersucht
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 im Fachmagazin «Nature». Die Sorten stammen aus Nordamerika, Asien, Australien und Europa. Diese machen laut den Forschenden einen bedeutenden Teil der weltweiten Weizenvielfalt aus. Unter ihnen befindet sich auch die Schweizer Weizensorte namens «ArinaLrFor».
Unterschiedliche Genom-Strukturen entdeckt
Den Forschern zufolge steckt das Geheimnis ihrer Anpassungsfähigkeit in ihren Genen: «Wir konnten zahlreiche Unterschiede in der Genom-Struktur der untersuchten Weizensorten finden.» So 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.»
Weizen durch grosses Repertoire anpassungsfähiger
Exemplarisch sind die grossen Unterschiede in Art und Anzahl der Immunrezeptoren, die die Forschenden in den Genomsequenzen entdeckten. «Diese Variabilität zeigt, dass sich die Sorten an regional unterschiedliche Pflanzenkrankheiten wie Viren und Pilze oder Schädlinge angepasst haben.» So sagte Wicker.
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.
