Spuren der Selektion im Erbgut von Pflanzen

14. Jänner 2012, 18:27

Bei der Ackerschmalwand sind diese in den DNA-Regionen zwischen den Genen

Wien - Wie die natürliche Auslese das Erbgut von Pflanzen verändert, untersuchte ein internationales Forscherteam mit Beteiligung von Magnus Nordborg, dem Leiter des Gregor Mendel Instituts für Molekulare Pflanzenbiologie (GMI) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) in Wien. Die Wissenschafter fanden heraus, dass bei der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana), wie auch beim Menschen, die Selektion die meisten Spuren in den DNA-Regionen zwischen den Genen hinterließ, berichteten sie in der neuen Ausgabe der Fachzeitschrift "Nature Genetics".

Die Forscher verglichen in 1.307 weltweit gesammelten Ackerschmalwand-Linien knapp 250.000 sogenannte SNP-Marker. Dabei handelt es sich um Variationen einzelner Basenpaare in der DNA, dem Träger der Erbinformation. "Wir verwenden dieselben Techniken, die man standardmäßig bei der Untersuchung des menschlichen Genoms verwendet", so Nordborg.

Rekombination von Erbmaterial

Wenn die natürliche Auslese eine bestimmte Genvariante an einem bestimmten Platz in der DNA bevorzugt, hinterlässt das Spuren, erklärte Nordborg. Anhand dieser Spuren konnten die Forscher auf der Karte des Erbguts eintragen, wo die meisten Veränderungen stattfanden. Wie beim Menschen sind das Regionen auf der DNA, in denen sich kaum Gene befinden. Es handelt sich vor allem um Bereiche, die aus sich wiederholenden Abschnitten bestehen. Bei anderen Pflanzen, wie Mais und Weizen, findet die Rekombination, also die Neuordnung von Erbmaterial, eher in Gen-reichen DNA-Abschnitten und innerhalb der Gene statt.

Magnus Nordborg und seine Kollegen wollen ihre Analysen nun mit Daten aus dem sogenannten "1001-Genome-Projekt" kombinieren. Damit könnten sie jeden einzelnen Buchstaben des Erbguts der Varianten vergleichen. In dem mit Beteiligung des GMI durchgeführten Projekt wird derzeit zusätzlich zur bekannten Referenz-Sequenz das Erbgut von weiteren 1.000 Ackerschmalwand-Varianten entschlüsselt.

Modellorganismus Ackerschmalwand

Die Ackerschmalwand ist eine der Lieblingspflanzen der Genetiker. Das unscheinbare Gewächs aus der Familie der Kreuzblütler, zu der auch Nutzpflanzen wie Raps, Brokkoli oder Senf gehören, stammt aus Europa und Asien und wächst mittlerweile in Nord- und Südamerika, Neuseeland, Ostafrika, auf Inseln im Atlantik und dem Pazifischen Ozean sowie in vielen botanischen Laboren.

Die Pflanze ist ein Modellorganismus, so wie die Fruchtfliege (Drosophila) oder das Bakterium Escherichia coli. An ihnen können die Forscher grundlegende Vorgänge des Lebens untersuchen, die sich oft auf andere Lebewesen umlegen lassen. Das relativ kleine, im Jahr 2000 vollständig entschlüsselte Genom und der kurze Generationszyklus von nur sechs bis neun Wochen von der Keimung bis zur Samenreife machen Arabidopsis zu einem attraktiven Forschungsobjekt. (APA)

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