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Viel zu groß und dazu noch kompliziert?

16.06.2011
Erfolgreiche Strategie zur Entschlüsselung komplexer Getreidegenome entwickelt

Einer internationalen Forschungsgemeinschaft unter der Leitung von Dr. Nils Stein, Arbeitsgruppenleiter am Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) in Gatersleben, gelang nach zweijähriger Arbeit erstmalig der genomweite Einblick in die ökonomisch und wissenschaftlich wichtige Getreidesorte Gerste.

Die Wissenschaftler etablierten eine Strategie, mit der sie bereits jetzt die Anordnung von etwa zwei Drittel aller Gene in Gerste bestimmen konnten. Diese dient nun als Grundlage für die vollständige Entschlüsselung des Gersten- und des nahe verwandten Weizengenoms. Nach Informationen der Welternährungsorganisation nehmen Weizen und Gerste weltweit Platz eins und fünf der meistgeernteten Nutzpflanzen weltweit ein.

Nur wenn Wissenschaftler den genetischen Code einer Pflanze kennen, können sie die molekularen Mechanismen verstehen, die für die Ausprägung komplexer Eigenschaften verantwortlich sind. Der genetische Code bildet auch die Grundlage für weitgehende Züchtungsvorhaben, die bedeutende agronomischer Eigenschaften wie Trockentoleranz und Resistenzen einer Pflanze verbessern.

Die Größe und der komplizierte Aufbau der Getreidegenome erschwerten bisher deren vollständige Entschlüsselung. „Das Gerstengenom ist etwa zweieinhalb mal so groß wie das menschliche Genom und entspricht ungefähr zwölfmal dem Reisgenom, für dessen Entschlüsselung etwa 100 Millionen US-Dollar benötigt wurden“, verdeutlicht Dr. Nils Stein die Größenverhältnisse. Die an Gerste erfolgreich erprobte Strategie setzen Wissenschaftler bereits auch beim wesentlich größeren Weizengenom ein. Aufgrund der Ähnlichkeit vieler Getreidesorten werden die Forscher auch die Beziehungen zwischen den genetischen Informationen und den Merkmalsausprägungen auf andere verwandte Getreidearten wie beispielsweise Roggen übertragen können.

Gefördert werden die Arbeiten mit 6,8 Mio. Euro durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des nationalen Verbundprojekts zur Pflanzenforschung GABI-Future.

Vollständige Veröffentlichung:
Klaus F.X. Mayer et al. (2011): Unlocking the Barley Genome by Chromosomal and Comparative Genomics; The Plant Cell Online 23:1249-1263; DOI: 10.1105/tpc.110.082537
Hintergrundbericht:
Auf Pflanzenforschung.de „Dem Genom der Gerste auf der Spur“
Kontakte
Dr. Nils Stein, Koordinator des Sequenzierkonsortiums
Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und
Kulturpflanzenforschung (IPK)
Gatersleben
Tel.:+ 49 (0)3 94 82-55 22
Fax:+49 (0)3 94 82-55 95
E-mail: stein@ipk-gatersleben.de
Dr. Dirk Büssis, Leiter der Geschäftsstelle Pflanzenforschung
Pflanzenbiotechnologie der Zukunft
c/o Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie
Am Mühlenberg 1
14476 Potsdam
Tel.: +49-(0)331-567 83 01
Fax: +49-(0)331-567 89 83 01
E-mail: buessis@mpimp-golm.mpg.de
Über das IPK Gatersleben
Das Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) in Gatersleben ist eine außeruniversitäre, mit Bundes- und Ländermitteln geförderte Forschungseinrichtung und Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft, einem Zusammenschluss von 87 Forschungsinstituten und Serviceeinrichtungen für die Forschung in Deutschland. Am IPK forschen und arbeiten etwa 500 Mitarbeiter/-innen aus über 20 Nationen. Weitere Informationen zum IPK.
Über Pflanzenbiotechnologie der Zukunft/ GABI-FUTURE
Die Fördermaßnahme „Pflanzenbiotechnologie der Zukunft“ baut auf den Ergebnissen des Genomforschungsprogramms GABI auf. Wie dieses wird es im Rahmen einer "Public-Private-Partnerschaft" durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und der Privatwirtschaft finanziert. Zahlreiche Unternehmen von Familienbetrieben bis zu globalen Playern beteiligen sich weit über ein finanzielles Engagement hinaus aktiv an Forschungs- und Entwicklungsprojekten. Das Deutsche Pflanzenforschungsprogramm steht als Leuchtturm auch für eine international erfolgreiche europäische und transatlantische Zusammenarbeit.

Dr. Dirk Büssis | Max-Planck-Institut
Weitere Informationen:
http://www.mpimp-golm.mpg.de

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