Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Entschlüsselung des Roggengenoms

04.04.2017

Durchbruch für vergleichende genetische Analysen wichtiger Getreidearten und deren züchterische Verbesserung

Ein Team der Technischen Universität München (TUM) und des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung in Gatersleben (IPK) hat das Roggengenom entschlüsselt. Die veröffentlichte Roggensequenz schließt eine Lücke in der Getreideforschung.


Die Abbildung zeigt einen Circos-Plot, welches die genomische Vielfalt von Roggen und der Wildart S. vavilovii zeigt.

Fotomontage: Jean-Michel Pape and Thomas Schmutzer/IPK Gatersleben

Als Ergebnis seiner Zusammenarbeit stellt das Forschungsteam damit eine Ressource für vergleichende Genomanalysen, die Analyse der Funktionen wichtiger Gene und damit für die genombasierte Präzisionszüchtung verbesserter Getreidesorten zur Verfügung.

Die Getreideart Roggen (Secale cereale L.) ist eine Vertreterin der Triticeae, einer Gruppe von Süßgräsern, die neben Roggen auch die verwandten Getreidearten Brotweizen (Triticum aestivum L.) und Gerste (Hordeum vulgare L.) umfasst.

Darüber hinaus gehört Roggen zu den Eltern der von Menschenhand geschaffenen Kulturart Triticale. Aufgrund seiner besonderen Frostfestigkeit wird Roggen vor allem in Zentral- und Osteuropa für die Produktion von Nahrungs- und Futtermitteln sowie Bioenergie genutzt.

Unter allen Vertretern der Süßgräser weist Roggen das größte diploide Genom auf, was nichts anderes ist als ein doppelter Chromosomensatz. Zugleich wird sein Genom von einer großen Anzahl hochrepetitiver Sequenzen gekennzeichnet.

„Lange Zeit lag keine Sequenz des Roggengenoms vor, während die Genome der verwandten Getreidearten Gerste und Weizen in den vergangenen Jahren entschlüsselt und der Öffentlichkeit zur Verfügung gestellt wurden“, sagt Eva Bauer, die am Lehrstuhl für Pflanzenzüchtung der TU München arbeitet und Erstautorin der Studie ist.

„Diese Lücke haben wir mit unserer Publikation im Fachblatt ‚The Plant Journal’ nun geschlossen. Mit der Entschlüsselung des Roggengenoms untersuchten wir auch dessen herausragende genetische Diversität.“

Uwe Scholz, Leiter der Forschergruppe Bioinformatik am Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung in Gatersleben fügt hinzu: „Diese genetische Ressource ist ein unverzichtbares Werkzeug für die Aufklärung der Biologie und Evolution der wichtigen Triticeae-Arten mittels vergleichenden Genomanalysen und für die Übertragung dieses Wissens auf deren phänotypische Eigenschaften.“

Roggengenom wichtig für Zucht besserer Weizen- oder Gerstensorten

Roggen ist eine wichtige Spezies bei der Aufklärung der genetischen und funktionellen Hintergründe agronomisch wichtiger Eigenschaften der Kulturgräser. Kenntnisse über das Roggengenom sind daher relevant für die züchterische Verbesserung von Weizen und Gerste. Roggen hebt sich durch eine besonders hohe Frosttoleranz von anderen Gräsern ab. Darüber hinaus zeigt er auf armen Böden und bei Trockenstress vergleichsweise gute Erträge.

Genetisches Material von Roggen findet sich in vielen Weizensorten und trägt zu deren Anpassungfähigkeit an biotische und abiotische Stressfaktoren bei. Daher wird die nun zur Verfügung stehende Roggensequenz künftig die Aufklärung molekularer Mechanismen wichtiger agronomischer Eigenschaften erleichtern und als ein maßgebliches Werkzeug der züchterische Verbesserung der Kulturgräser dienen.

Die Studie von IPK und TUM in Kooperation mit der Universität Hohenheim, dem Helmholtz Zentrum München, dem Julius Kühn-Institut und der KWS-Lochow GmbH wurde vom BMBF gefördert.

Publikation: Eva Bauer, Thomas Schmutzer, Ivan Barilar, Martin Mascher, Heidrun Gundlach, Mihaela M. Martis, Sven O. Twardziok, Bernd Hackauf, Andres Gordillo, Peer Wilde, Malthe Schmidt, Viktor Korzun, Klaus F.X. Mayer, Karl Schmid, Chris-Carolin Schön and Uwe Scholz (2017): Towards a whole-genome sequence for rye (Secale cereale L.), The Plant Journal (2017) 89, 853–869, doi: 10.1111/tpj.13436.

Weitere Informationen:

http://www.ipk-gatersleben.de
http://www.tum.de

Regina Devrient | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Aus-Schalter für Nebenwirkungen
22.06.2018 | Max-Planck-Institut für Biochemie

nachricht Ein Fall von „Kiss and Tell“: Chromosomales Kissing wird fassbarer
22.06.2018 | Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft

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: Leichter abheben: Fraunhofer LBF entwickelt Flugzeugrad aus Faser-Kunststoff-Verbund

Noch mehr Reichweite oder noch mehr Nutzlast - das wünschen sich Fluggesellschaften für ihre Flugzeuge. Wegen ihrer hohen spezifischen Steifigkeiten und Festigkeiten kommen daher zunehmend leichte Faser-Kunststoff-Verbunde zum Einsatz. Bei Rümpfen oder Tragflächen sind permanent Innovationen in diese Richtung zu beobachten. Um dieses Innovationsfeld auch für Flugzeugräder zu erschließen, hat das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF jetzt ein neues EU-Forschungsvorhaben gestartet. Ziel ist die Entwicklung eines ersten CFK-Bugrads für einen Airbus A320. Dabei wollen die Forscher ein Leichtbaupotential von bis zu 40 Prozent aufzeigen.

Faser-Kunststoff-Verbunde sind in der Luftfahrt bei zahlreichen Bauteilen bereits das Material der Wahl. So liegt beim Airbus A380 der Anteil an...

Im Focus: IT-Sicherheit beim autonomen Fahren

FH St. Pölten entwickelt neue Methode für sicheren Informationsaustausch zwischen Fahrzeugen mittels Funkdaten

Neue technische Errungenschaften wie das Internet der Dinge oder die direkte drahtlose Kommunikation zwischen Objekten erhöhen den Bedarf an effizienter...

Im Focus: Innovative Handprothesensteuerung besteht Alltagstest

Selbstlernende Steuerung für Handprothesen entwickelt. Neues Verfahren lässt Patienten natürlichere Bewegungen gleichzeitig in zwei Achsen durchführen. Forscher der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) veröffentlichen Studie im Wissenschaftsmagazin „Science Robotics“ vom 20. Juni 2018.

Motorisierte Handprothesen sind mittlerweile Stand der Technik bei der Versorgung von Amputationen an der oberen Extremität. Bislang erlauben sie allerdings...

Im Focus: Temperaturgesteuerte Faser-Lichtquelle mit flüssigem Kern

Die moderne medizinische Bildgebung und neue spektroskopische Verfahren benötigen faserbasierte Lichtquellen, die breitbandiges Laserlicht im nahen und mittleren Infrarotbereich erzeugen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) zeigen in einer aktuellen Veröffentlichung im renommierten Fachblatt Optica, dass sie die optischen Eigenschaften flüssigkeitsgefüllter Fasern und damit die Bandbreite des Laserlichts gezielt über die Umgebungstemperatur steuern können.

Das Besondere an den untersuchten Fasern ist ihr Kern. Er ist mit Kohlenstoffdisulfid gefüllt - einer flüssigen chemischen Verbindung mit hoher optischer...

Im Focus: Temperature-controlled fiber-optic light source with liquid core

In a recent publication in the renowned journal Optica, scientists of Leibniz-Institute of Photonic Technology (Leibniz IPHT) in Jena showed that they can accurately control the optical properties of liquid-core fiber lasers and therefore their spectral band width by temperature and pressure tuning.

Already last year, the researchers provided experimental proof of a new dynamic of hybrid solitons– temporally and spectrally stationary light waves resulting...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Leben im Plastikzeitalter: Wie ist ein nachhaltiger Umgang mit Plastik möglich?

21.06.2018 | Veranstaltungen

Kongress BIO-raffiniert X – Neue Wege in der Nutzung biogener Rohstoffe?

21.06.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen im August 2018

20.06.2018 | Veranstaltungen

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

Leichter abheben: Fraunhofer LBF entwickelt Flugzeugrad aus Faser-Kunststoff-Verbund

22.06.2018 | Materialwissenschaften

Lernen und gleichzeitig Gutes tun? Baufritz macht‘s möglich!

22.06.2018 | Unternehmensmeldung

GFOS und skip Institut entwickeln gemeinsam Prototyp für Augmented Reality App für die Produktion

22.06.2018 | Unternehmensmeldung

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