Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Uralte genetische Tricks verbessern die Qualität des Weizens

05.01.2006
Neue Gene ermöglichen auch bei Dürre Steigerung des Ertrags

Durch die Wiederholung eines Ereignisses der Evolution, dass den Weizen vor Tausenden Jahren veränderte, haben Wissenschafter des International Maize and Wheat Improvement Center (CIMMYT) neue Pflanzenarten geschaffen, die in Dürreregionen bei Lebensmittelengpässen Leben retten können. Der Weizen (Triticum aestivum) ist weltweit für Millionen von Menschen ein Grundnahrungsmittel. Er ist das Ergebnis von zwei seltenen genetischen Ereignissen, die während der Steinzeit in einer Region des Nahen Ostens stattfanden, der als der fruchtbare Halbmond bekannt ist.

Zwei verschiedene Arten sind normalerweise nicht in der Lage, hybride Abkömmlinge zu erzeugen. Ihre Chromosomen stimmen nicht überein und daher kann es bei Bildung von Geschlechtszellen wie Eizellen oder Sperma zu keiner entsprechenden Paarbildung kommen. Manchmal ermöglicht jedoch ein genetischer Ausnahmefall die Produktion von Geschlechtszellen mit der doppelten Anzahl von Chromosomen. Vereinigen sich zwei derartige Geschlechtszellen, entsteht eine ganz neue, fruchtbare Art mit der doppelten Anzahl von Chromosomen.

Diese seltene von einer Befruchtung gefolgte Verdoppelung fand in der Geschichte des modernen Weizens zwei Mal statt. Vor und 30.000 Jahren kam es zwischen dem Einkorn (Triticum monococcum) und einer Art von wildem Spelzweizen (Aegilops speltoides) zu einer Hybridisierung, durch die der so genannte Emmer entstand, der über vier Sätze von Chromosomen verfügte. Vor rund 9.000 Jahren kam es zu einer Kreuzung zwischen Emmer, der südlich des Kaspischen Meeres wuchs, mit einer anderen Wildweizenart (Aegilops tauschii). In der Folge entstand eine Pflanze mit sechs Chromosomensätzen.

Diese Kreuzung verfügte über größere Getreidekörner als seine Vorläufer und wurde aus diesem Grund von den führen Bauern geschätzt. Die Abkömmlinge dieser Pflanzen bedecken heute mehr Ackerland als jede andere Feldfrucht. Es wird geschätzt, dass es sich dabei weltweit um mehr als 500 Millionen Morgen handelt. Dieser genetische Triumph hatte aber auch eine Kehrseite. Die Beliebtheit des Weizens führte zu einer sehr geringen genetischen Diversität und schränkte damit die Alternativen für die Entwicklung von Arten ein, die gegen Dürre oder Schädlinge resistent waren.

Das Team um Richard Trethowan hat im Labor jene Ereignisse wiederholt, die vor 9.000 Jahren stattgefunden haben. Die Wissenschafter sammelten im Nahen Osten wilde Grassorten und kreuzten sie mit modernen Versionen von Emmer, um einen neuen Weizen zu schaffen. Die seltene Verdoppelung der Chromosomen wurde mit Hilfe von Chemikalien erneut ausgelöst. Dieses Verfahren erlaubt, wie die Gentechnik, das Einführen neuer Gene. Der Vorteil besteht darin, dass vorher nicht bekannt sein muss, um welche Gene es sich zu handeln hat. Die neuen Weizensorten sind für den Anbau nicht geeignet, da ihre Eigenschaften eher jenen der Gräser entsprechen. Laut Trethowan sei es jedoch leicht, mittels bekannter Verfahren die wenigen nützlichen Gene in den normal eingesetzten Weizen einzubringen.

Der genetische Input hat laut Nature zu deutlichen Verbesserungen bei der Resistenz gegen Trockenheit geführt. Einer der neu entwickelten Weizenstämme produziert unter trockenen Bedingungen zwischen 20 und 40 Prozent mehr Getreidekörner. CIMMYT hat zu Testzwecken weltweit Saatgutproben an die verschiedensten Institutionen geschickt. Die ersten Ergebnisse sind viel versprechend: So sollen Bauern in Ecuador darauf brennen, ihre Äcker auf den neuen Weizen umzustellen. Trethowan geht davon aus, dass es mit Hilfe der neuen Gene bereits in fünf oder sechs Jahren allgemein zu einer drastischen Verbesserung der Ernten kommen wird.

Michaela Monschein | pressetext.austria
Weitere Informationen:
http://www.cimmyt.org
http://www.nature.com

Weitere Berichte zu: Chromosom Geschlechtszellen Trethowan Weizen

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Agrar- Forstwissenschaften:

nachricht Acht europäische Länder im Kampf gegen den Asiatischen Laubholzbockkäfer
06.01.2017 | Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL

nachricht Kleinbauern in Afrika: Clevere Milchkühlung – dank Solar auch ohne Stromanschluss
02.01.2017 | Universität Hohenheim

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Agrar- Forstwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

An Bord einer Höhenforschungsrakete wurde erstmals im Weltraum eine Wolke ultrakalter Atome erzeugt. Damit gelang der MAIUS-Mission der Nachweis, dass quantenoptische Sensoren auch in rauen Umgebungen wie dem Weltraum eingesetzt werden können – eine Voraussetzung, um fundamentale Fragen der Wissenschaft beantworten zu können und ein Innovationstreiber für alltägliche Anwendungen.

Gemäß dem Einstein’schen Äquivalenzprinzip werden alle Körper, unabhängig von ihren sonstigen Eigenschaften, gleich stark durch die Gravitationskraft...

Im Focus: Quantum optical sensor for the first time tested in space – with a laser system from Berlin

For the first time ever, a cloud of ultra-cold atoms has been successfully created in space on board of a sounding rocket. The MAIUS mission demonstrates that quantum optical sensors can be operated even in harsh environments like space – a prerequi-site for finding answers to the most challenging questions of fundamental physics and an important innovation driver for everyday applications.

According to Albert Einstein's Equivalence Principle, all bodies are accelerated at the same rate by the Earth's gravity, regardless of their properties. This...

Im Focus: Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens

Am 24. Januar 1917 stach Heinrich Klebahn mit einer Nadel in den verfärbten Belag eines gesalzenen Seefischs, übertrug ihn auf festen Nährboden – und entdeckte einige Wochen später rote Kolonien eines "Salzbakteriums". Heute heißt es Halobacterium salinarum und ist genau 100 Jahre später Mikrobe des Jahres 2017, gekürt von der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM). Halobacterium salinarum zählt zu den Archaeen, dem Reich von Mikroben, die zwar Bakterien ähneln, aber tatsächlich enger verwandt mit Pflanzen und Tieren sind.

Rot und salzig
Archaeen sind häufig an außergewöhnliche Lebensräume angepasst, beispielsweise heiße Quellen, extrem saure Gewässer oder – wie H. salinarum – an...

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Hybride Eisschutzsysteme – Lösungen für eine sichere und nachhaltige Luftfahrt

23.01.2017 | Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Wie der Nordatlantik zum Wärmepirat wurde

23.01.2017 | Geowissenschaften

Immunabwehr ohne Kollateralschaden

23.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

23.01.2017 | Physik Astronomie