Genom von Weizen-Modellpflanze entschlüsselt

Weizen – die wichtigste Nahrungspflanze der Menschheit. Doch mit heutigen Mitteln kann sein Genom nicht sequenziert werden. Einem internationalen Konsortium, darun-ter Forschern der Universität Zürich, ist es nun gelungen, das Genom von Brachypodium distachyon, eines nahen Verwandten von Weizen, zu entschlüsseln. Brachypodium distachyon wird der Forschung künftig als Modell für die Genom-Organisation und den Gen-Gehalt von Weizen dienen.

Weizen, Reis, Mais, Gerste – die wichtigsten Grundnahrungsmittel des Menschen sind Gräser. Als Futterpflanzen bilden Gräser auch die Grundlage der Fleischproduktion. Damit basiert praktisch die gesamte menschliche Ernährung auf Gräsern. Und auch wenn es in Zukunft verstärkt um erneuerbare Energieträger gehen wird, werden Gräser dabei eine zentrale Rolle spielen. Entsprechend wichtig ist die Kenntnis des Genoms dieser Gräser. Doch gerade Weizen, das wichtigste Nahrungsmittel der Menschheit, besitzt ein grosses und komplexes Genom, das mit heutigen Mitteln nicht sequenziert werden kann. Einem internationalen Forschungsteam, darunter Thomas Wicker und Jan Buchmann von der Universität Zürich, ist es nun gelungen, das Genom der Zweiährigen Zwenke - Brachypodium distachyon – zu entschlüsseln. Die Zweiährige Zwenke ist mit Weizen nahe verwandt. Sie hat aber ein wesentlich kleineres Genom als dieser und wird jetzt der Forschung als Modell für die Genom-Organisation und den Gen-Gehalt von Weizen dienen können.

Wicker und Buchmann waren Koordinatoren eines internationalen Konsortiums, das sich mit der Analyse der mysteriösen «Junk-DNA» beschäftigt, jenen ca. 50% des Genoms, das keine Gene ent-hält und keine klare Funktion zu haben scheint. Vergleiche von Brachypodium distachyon mit den bereits veröffentlichten Genomen von Reis und Hirse brachten wichtige Erkenntnisse zur Evolution der Gräser. Die Zürcher Forscher fanden zum Beispiel heraus, wie ganze Chromosomen fusionieren. Damit können jetzt erstmals die unterschiedlichen Chomosomenzahlen in verschiedenen Gräsern erklärt werden. Ausserdem konnten sie spezielle Bereiche des Genoms identifizieren, in denen sich viele Gene für Schädlingsresistenzen befinden.

Literatur: The International Brachypodium Initiative, Genome sequencing and analysis of the model grass Brachypodium distachyon. Vol 463, p763-768, Nature, 11. Februar 2010, DOI:10.1038/nature08747

Kontakt: Dr. Thomas Wicker, Institut für Pflanzenbiologie, Universität Zürich, Tel. +41 44 634 82 23, E-Mail wicker (at) botinst.uzh.ch

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