Schweizer Forscher finden Gene von Gräsern gegen Inzucht

Forscherinnen und Forscher der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) Zürich zeigen in einer neuen Studie, welche Gene die Selbstbefruchtung von Gräsern verhindern. Diese Erkenntnis soll der Züchtung von Pflanzen wie Futtergräsern und Reis dienen.

Gräser sind Windblütler, sie müssen nicht von Insekten bestäubt werden, sondern verteilen ihre Pollen mit dem Wind. - Pixabay

Die zwei gefundenen Gene sind der Bauplan für drei unterschiedliche Proteine, die eine Art Schlüssel-Schloss-Mechanismus aufbauen, wie es in einer Mitteilung der ETH Zürich vom Mittwoch hiess.

Dieser erkennt, ob der Pollen genetisch ähnlich oder fremd ist. Das löst ein entsprechendes Signal aus, welches den Befruchtungsvorgang vorzeitig abbricht.

Der Mechanismus, der es Gräsern verunmöglicht, sich selber zu befruchten, nennt sich Selbstinkompatibilität. Dadurch wird Inzucht mit all ihren Begleiterscheinungen verhindert.

ETH-Pflanzenwissenschaftler Bruno Studer forschte zusammen mit Kollegen aus Dänemark, Wales und den USA über 15 Jahre lang an diesem Thema. Bereits in den 1960er Jahren hatten Pflanzenwissenschaftler gezeigt, dass es zwei Genorte (Loci) im Erbmaterial von Gräsern geben muss, die an der Selbstinkompatibilität beteiligt sind.

Welche Gene es tatsächlich waren, konnten die Forschenden mit den damaligen Methoden nicht ermitteln. «Den Durchbruch verdanken wir den Fortschritten bei Genomanalysen. Diese haben es uns erst in den vergangenen Jahren erlaubt, rasch und umfassend das gesamte Erbgut eines einzelnen Organismus zu sequenzieren», erklärte Studer.

Die neuen Erkenntnisse, die kürzlich im Fachblatt «Molecular Biology and Evolution» publiziert wurden, eröffnen neue Möglichkeiten für die Züchtung von Gräsern. «Mit der Kenntnis dieser Gene haben wir eine wichtige Grundlage, um den Mechanismus zu kontrollieren und ihn für die Züchtung zu nutzen», sagte Studer.

So könne man die Selbstinkompatibilität ausschalten, sodass Linienzüchtung von genetisch einheitlichen Pflanzen möglich wird. Oder man führt die Gene ins Genom von den Gräsern ein, die die Selbstinkompatibilität verloren haben, um genetisch vielfältige Populationen zu züchten.