Forscher aus China und Deutschland haben erstmals das Erbgut der Kartoffel vollständig entschlüsselt, berichtet TASS. Dies half ihnen, die Evolutionsgeschichte dieser Pflanze zu entschlüsseln und wichtige DNA-Regionen hervorzuheben, die mit Wachstum und Krankheitsresistenz verbunden sind. Informationen dazu veröffentlichte der Pressedienst des Deutschen Instituts für Pflanzenzüchtung (IPZ).
„Die Sequenzierung des Kartoffelgenoms wird es uns ermöglichen, Hochleistungszüchtungsprogramme zu starten, die neue Sorten hervorbringen, die ertragreich und dennoch resistent gegen die globale Erwärmung sind, was in den kommenden Jahrzehnten von entscheidender Bedeutung sein wird“, sagte IPZ-Professor Korbinian Schneeberger.
Viele Pilz- und Bakterienkrankheiten sowie verschiedene Schädlinge wie der Kartoffelkäfer und Nematoden stören den Anbau von Kartoffeln. Wissenschaftler und Züchter versuchen, sie zu bekämpfen, indem sie neue Sorten konventioneller und gentechnisch veränderter Kartoffeln schaffen.
Professor Schneeberger und seine Kollegen haben in einem Großprojekt, das darauf abzielt, das Kartoffelgenom vollständig zu sequenzieren, eine mögliche Lösung für dieses Problem gefunden. In der Vergangenheit haben Wissenschaftler bereits versucht, diese Informationen zu erhalten, was jedoch durch die äußerst komplexe Struktur des Kartoffelgenoms behindert wurde – es besteht aus vier identischen Chromosomensätzen, die eine große Anzahl von Wiederholungen enthalten.
Neue DNA-Sequenzierungstechnologien und Algorithmen zur Analyse genetischer Informationen halfen deutschen und chinesischen Genetikern, dieses Problem für die Sorte Otava zu lösen. Um das Genom zu entschlüsseln, sammelten Wissenschaftler eine große Anzahl von Pollenkörnern, deren Erbgut nur zwei, nicht vier Kopien der Chromosomen enthält.
Dieser Ansatz vereinfachte die Aufgabe erheblich, erforderte aber gleichzeitig die Entschlüsselung einer sehr großen Anzahl von DNA-Fragmenten und deren anschließende Kombination mit Computeralgorithmen. Letztendlich erhielten die Wissenschaftler eine virtuelle Kopie des vollständigen Kartoffelgenoms, das aus etwa 3,1 Milliarden genetischen „Buchstaben“ – Nukleotiden – besteht und über 38 Gene enthält.
Die anschließende Analyse ihrer Struktur enthüllte die komplexe Evolutionsgeschichte der Kartoffel. Wissenschaftler haben herausgefunden, dass diese Kultur die Verdopplung des Genoms durch Inzucht erst vor relativ kurzer Zeit überstanden hat. Darüber hinaus entdeckten die Wissenschaftler ungewöhnliche Unterschiede im Aktivitätsniveau von Kopien derselben Gene, die sich auf verschiedenen Chromosomen befinden, was möglicherweise die Effizienz der Kreuzung verschiedener Kartoffelsorten beeinträchtigt.
Wissenschaftler hoffen, dass diese Informationen dabei helfen, neue Sorten zu züchten oder das Genom so zu verändern, dass Kartoffeln schneller wachsen, besser gegen Krautfäule und andere Krankheiten resistent sind und auch weniger anfällig für verschiedene Stressfaktoren sind.