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Weizenfeld unter blauem Himmel

Genetischer Bauplan von Weizen enthüllt

Brot für die Welt - angesichts der wachsenden Weltbevölkerung ist das ein drängendes Thema. Wissenschaftler haben jetzt das Genom des Weizens weitgehend enthüllt und hoffen auf eine schnellere Züchtung besserer Sorten.

Landwirtschaft 17.07.2014

Eine internationale Gruppe von Wissenschaftlern hat das Genom des Weizens Triticum aestivum weitgehend entschlüsselt, berichtet das Internationale Weizen-Genom-Sequenzierungskonsortium (IWGSC). Dies könne dazu beitragen, in Zukunft Weizen mit höheren Erträgen für die wachsende Weltbevölkerung anzubauen, hoffen die Experten. Der genetische Bauplan sei eine wichtige Ressource für Pflanzenwissenschaftler und Pflanzenzüchter.

Noch handelt es sich um den Entwurf der Genom-Sequenz. Dennoch sprechen die Forscher von einem Meilenstein für den Erhalt einer vollständigen Sequenz - dieses Ziel will das Konsortium in etwa drei Jahren erreichen.

Fünf Mal größer als menschliches Genom

Probleme bei der Entschlüsselung machte allein die Größe: Das Weizen-Genom hat sechs Chromosomensätze und ist mit 17 Milliarden Bausteinen etwa fünf Mal so groß wie das menschliche Genom. Die Forscher betrachteten jeden Chromosomenarm einzeln - die Analyse als Ganzes brachte zu viele Fehler.

Die Studie:

A chromosome-based draft sequence of the hexaploid bread wheat genome von Klaus F. X. Mayer und Kollegen ist am 17. 7. 2014 im Fachjournal "Science" erschienen.

Obwohl noch Abschnitte fehlen, könnten Züchter schon jetzt profitieren. "Wir wissen für den Großteil der Gene, was sie machen", sagt Studienautor Klaus Mayer, Leiter der Abteilung für Genombiologie am Helmholtz-Zentrum München. Zum ersten Mal stünden Werkzeuge zur Verfügung, um schnell spezifische Gene auf einzelnen Weizenchromosomen zu lokalisieren. Damit könnten wünschenswerte Eigenschaften lokalisiert und gezielt zur Züchtung verwendet werden, um zukunftsfähige Sorten zu bekommen.

Bisher sei vor allem auf große und viele Körner geachtet worden. "Dadurch, dass wir auf bestimmte Merkmale gesetzt haben, wurden andere Merkmale vernachlässigt", sagt Mayer. Etwa gehe es dabei um die Anfälligkeit für Parasiten und Keime, Bruchfestigkeit und Klimabeständigkeit. "Es gibt riesige Sammlungen von Wildweizenarten. Man möchte nun dieses Reservoir an Genpool nutzbar machen und Grundeigenschaften der Elitelinien kombinieren mit Eigenschaften, die man in den Wildarten hat", sagt Mayer.

Lösung für knappe Nahrungsmittel

Weizen sei neben Reis und Mais das wichtigste Nahrungsmittel für die wachsende Weltbevölkerung. Die Erträge stagnierten aber. "Wir steuern sehenden Auges in eine Nahrungsmittelknappheit hinein", sagt Mayer. Hinzu kämen Probleme durch den Klimawandel. "Die Ertragssteigerung in den letzten 40 bis 60 Jahren war eklatant, aber sie kam im Wesentlichen durch Agrochemie und Düngung zustande. Das können wir uns nur in der ersten Welt leisten."

Deshalb sei nun die Züchtung am Zug. "Es geht darum, die Züchtungszeiträume zu verkürzen", sagt Mayer. Bis eine neue Sorte auf dem Acker sei, vergingen bisher acht bis zehn Jahre - das soll in Zukunft schneller gehen.

science.ORF.at/dpa

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