Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Der südliche Weg der Gerste – Herkunft der Qingke-Gerste in Tibet durch Genomsequenzierung geklärt

11.01.2019

Gerste ist eine der ältesten Kulturpflanzen und gilt sogar als die erste von Menschen angebaute Feldfrucht. Lange Zeit wurde vermutet, dass Tibet, neben dem fruchtbaren Halbmond im Nahen Osten, ein Ursprungsort dieser wichtigen Kulturpflanze sein könnte. Durch die Sequenzierung unterschiedlicher Gerstenmuster haben Forscher am IPK Gatersleben in Kooperation mit zehn internationalen Forschungsinstituten nun aufzeigen können, dass die tibetanische Qingke-Gerste (Hordeum vulgare L.) tatsächlich von einer Gerste, welche im östlichen fruchtbaren Halbmond domestiziert wurde, abstammt und vor ca. 4500 bis 3500 Jahren durch Zentralasien über eine Südroute nach Tibet eingeführt wurde.

Während Gerste in Deutschland vor allem als Futtermittel und in geringeren Mengen als Braugerste zur Malzerzeugung oder auch direkt als Nahrungsbestandteil für den Menschen verwendet wird, spielt Gerste in anderen Ländern eine wesentlich bedeutsamere Rolle. So ist sie z.B. in Tibet eines der Hauptgrundnahrungsmittel.


(a) Weltweite geographische Verteilung (b) Verteilung der Qingke-Gerste-Landrassen und tibetischen Wildgersten. (c) Verbreitungswege Verbreitungswege für Gerste und Weizen nach China und Tibet.

Nature Communications

Die dortige Gerste, Hordeum vulgare L., ist sechszeilig und spelzenfrei und wird als Qingke-Gerste bezeichnet.

Darüber, wie die landwirtschaftlich bedeutsame Kulturgerste nach Tibet kam, wird schon seit längerem diskutiert.

Die Arbeitsgruppen von Dr. Martin Mascher und Dr. Nils Stein des Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) Gatersleben beschäftigen sich mit der Aufklärung der genomischen Eigenschaften von Kulturpflanzen.

Zusammen mit Wissenschaftlern von neun chinesischen Forschungsinstituten und einer australischen Universität nahmen sich Forscher der Arbeitsgruppen der Fragestellung nach der Herkunft der Qingke-Gerste in internationaler Zusammenarbeit an.

Zur Untersuchung der Herkunft und der Domestizierung der Qingke-Gerste entschlüsselten sie die Genome von 177 verschiedenen Gersten-Akzessionen durch DNA Sequenzierung, darunter von Qingke-Gerste aus verschiedenen Regionen Tibets, östliche und westliche Gersten Genotypen und einer verwilderten tibetischen Gerste, dessen Phänotyp einer Mischung aus Wildgerste und Qingke-Gerste entspricht.

Die Analyse der Sequenzierungsdaten wurde dadurch ermöglicht, dass internationale Wissenschaftler um Nils Stein im Jahr 2017 eine Referenzsequenz für Gerste geschaffen hatten.

Die Wissenschaftler zeigten mit ihrer aktuellen Analyse, dass die Qingke-Gerste von einer im östlichen fruchtbaren Halbmond ¬– eine Region im Nahen Osten, die sich von Israel über Jordanien, Syrien, die Türkei, Irak bis nach Iran erstreckt – domestizierten Gerste abstammt.

Diese Kulturgerste wurde vermutlich vor ca. 4.500 bis 3.500 Jahren über Nord-Pakistan, Indien und Nepal nach Süd-Tibet eingeführt. Die dabei festgestellte geringe genetische Variabilität der Qingke-Gerste deutet darauf hin, dass entgegen vorheriger Vermutungen, Tibet nicht als Ursprungsort der Domestizierung der Gerste eine Rolle gespielt haben kann.

Stattdessen zeigt die Abnahme der genetischen Vielfalt von östlicher domestizierter Gerste bis hin zur Qingke-Gerste, dass vermutlich ein sogenannter Gründereffekt vor 4.500 bis 2.000 Jahren stattfand, bei dem nur eine kleine genetische Gruppe der Gerste an die Umweltbedingungen des tibetanischen Plateaus angepasst werden konnte und so zu den Vorfahren der Qingke-Gerste wurde.

Dass die Gerste eine solche genetische Vielfalt aufweist, so dass sie sich an extreme Umweltbedingungen, wie im tibetischen Hochland, anpassen und als Hauptkulturpflanze etablieren konnte, reflektiert die Dynamik des Gerstengenoms.

Somit ist Qingke-Gerste eine neue potentielle Quelle für Resistenzen gegen widrige biotische und abiotische Umweltbedingungen, die möglicherweise auch in der heimischen Züchtung genutzt werden könnte.

Zusammenfassung:

- Gerste gilt als eine der ersten von Menschen domestizierten Kulturpflanzen

- In manchen Ländern, z. B. Tibet, dient Gerste als Grundnahrungsmittel

- Mit Hilfe der Genomanalyse verschiedener Gerstenmuster wurde die bisherige Hypothese, dass für Gerste, neben dem fruchtbaren Halbmond im Nahen Osten, ein zweites Diversitäts- und Domestikationszentrum in Tibet liegt, widerlegt. Aller Wahrscheinlichkeit nach stammt die tibetanische Qingke-Gerste (Hordeum vulgare L.) von einer im Osten des fruchtbaren Halbmondes domestizierten Gerste ab, welche vor ca. 4.500 bis 3.500 Jahren über eine Südroute nach Tibet eingeführt wurde
- Kooperation von Forschern aus 11 internationalen Forschungseinrichtungen
- Publikation in Nature Communications (https://www.nature.com/articles/s41467-018-07920-5)

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Dr. Nils Stein
Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) Gatersleben
Tel.: +49 39482 5522,
E-mail: stein@ipk-gatersleben.de

Originalpublikation:

Xingquan Zeng et al. (2018) “Origin and evolution of qingke barley in Tibet”, Nature Communications, DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-018-07920-5

Regina Devrient | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.ipk-gatersleben.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Das dritte Auge der Algen
11.01.2019 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

nachricht Wirksame Therapie gegen seltene Blutkrankheit
11.01.2019 | Universitätsspital Bern

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Atomarer Mechanismus der Supraschmierung aufgeklärt

Das Phänomen der sogenannten Supraschmierung ist bekannt, es war jedoch auf atomarer Ebene bislang nicht zu erklären: Wie entsteht die extrem niedrige Reibung beispielsweise in Lagern? Forscherinnen und Forscher der Fraunhofer-Institute IWM und IWS entschlüsselten gemeinsam einen universellen Mechanismus der Supraschmierung bei bestimmten diamantähnlichen Kohlenstoffschichten in Verbindung mit organischen Schmierstoffen. Auf dieser Wissensbasis ist es nun möglich, Designregeln für supraschmierende Schicht-Schmierstoff-Kombinationen zu formulieren. Die Ergebnisse präsentiert ein Artikel der Zeitschrift Nature Communications, Ausgabe 10.

Eine der wichtigsten Grundvoraussetzungen für nachhaltige und umweltfreundliche Mobilität ist, Reibung zu minimieren. Diesem wichtigen Vorhaben widmen sich...

Im Focus: Elucidating the Atomic Mechanism of Superlubricity

The phenomenon of so-called superlubricity is known, but so far the explanation at the atomic level has been missing: for example, how does extremely low friction occur in bearings? Researchers from the Fraunhofer Institutes IWM and IWS jointly deciphered a universal mechanism of superlubricity for certain diamond-like carbon layers in combination with organic lubricants. Based on this knowledge, it is now possible to formulate design rules for supra lubricating layer-lubricant combinations. The results are presented in an article in Nature Communications, volume 10.

One of the most important prerequisites for sustainable and environmentally friendly mobility is minimizing friction. Research and industry have been dedicated...

Im Focus: Feuertaufe bestanden: EU-Partner testen erfolgreich neue Software für Weltraumroboter in Marokko

Rechtzeitig vor Weihnachten wurde die vom Robotics Innovation Center des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI) im EU-Projekt FACILITATORS koordinierte Mars-analoge Mission in Marokko erfolgreich beendet. Ein Team von mehr als 30 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus elf Ländern erprobte im Rahmen des Strategic Research Clusters (SRC) on Space Robotics Technologies der Europäischen Union von Mitte November bis Mitte Dezember 2018 in der Wüste des Maghreb-Staates Technologien, die zukünftig für die Erkundung von Mars und Mond eingesetzt werden sollen.

Die Region Erfoud nahe der Grenze zu Algerien – bei Touristen auch für ihre eindrucksvollen Sanddünen bekannt – bot für die vierwöchige Feldtestkampagne ideale...

Im Focus: Mission completed – EU partners successfully test new technologies for space robots in Morocco

Just in time for Christmas, a Mars-analogue mission in Morocco, coordinated by the Robotics Innovation Center of the German Research Center for Artificial Intelligence (DFKI) as part of the SRC project FACILITATORS, has been successfully completed. SRC, the Strategic Research Cluster on Space Robotics Technologies, is a program of the European Union to support research and development in space technologies. From mid-November to mid-December 2018, a team of more than 30 scientists from 11 countries tested technologies for future exploration of Mars and Moon in the desert of the Maghreb state.

Close to the border with Algeria, the Erfoud region in Morocco – known to tourists for its impressive sand dunes – offered ideal conditions for the four-week...

Im Focus: Programming light on a chip

Research opens doors in photonic quantum information processing, optical signal processing and microwave photonics

Researchers from the Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) have developed a new integrated photonics platform that can...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Lasersymposium Elektromobilität in Aachen

11.01.2019 | Veranstaltungen

Die Rolle des Menschen in der digitalisierten Arbeitswelt

10.01.2019 | Veranstaltungen

Vom Verbrenner zum E-Fahrzeug!

09.01.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Das dritte Auge der Algen

11.01.2019 | Biowissenschaften Chemie

Atomarer Mechanismus der Supraschmierung aufgeklärt

11.01.2019 | Materialwissenschaften

Ionenstrahlzerstäuben - Abscheidung dünner Schichten mit maßgeschneiderten Eigenschaften

11.01.2019 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics