14.09.2006 · Mit einer Pappel haben Botaniker nun die erste Baumart genetisch entziffert. Die Forscher hoffen nun besonders schnell wachsende Sorten für die Energiegewinnung züchten zu können.
Von Reinhard Wandtner
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Eine Pappelart ist der erste genetisch entschlüsselte Baum
Auch Botaniker haben ihre „Laborratten“. Die wohl beliebteste ist die Ackerschmalwand, ein Kreuzblütler, in dem andere Menschen eher ein lästiges Unkraut sehen. Arabidopsis thaliana, wie das zierliche Gewächs wissenschaftlich heißt, gehört insbesondere in der botanischen Genetik zu den unverzichtbaren Versuchsobjekten.
Eine andere, weit größere pflanzliche Laborratte ist die Pappel. Mit ihr hat man einen Baum zur Hand, der die verschiedensten gentechnischen Eingriffe toleriert und wegen seines außerordentlich schnellen Wachstums schon in überschaubarer Zeit Ergebnisse liefert. Diese zwei Modellpflanzen stehen sich jetzt gewissermaßen auf Augenhöhe gegenüber, denn nach der Ackerschmalwand hat man nun auch eine Pappelart genetisch entziffert.
„Nur“ 485 Millionen Basenpaare
Eine internationale Forschergruppe um Gerald Tuskan vom Oak Ridge National Laboratory in Tennessee und Daniel Rockhsar vom Joint Genome Institute in Walnut Creek (Kalifornien) präsentiert in der heutigen Ausgabe der Zeitschrift „Science“ (Bd. 313, S. 1596 u. 1556) die Ausbeute des Projektes, das vom Energieministerium der Vereinigten Staaten im Jahr 2002 initiiert worden ist. Zum Untersuchungsobjekt wurde die Westliche Balsampappel (Populus trichocarpa) erkoren, ein in Nordamerika heimischer, aber auch in Europa häufig angepflanzter Baum.
Ein erster, noch recht ungenauer Einblick in das Genom war schon 2004 gelungen. Jetzt können die Forscher jedoch viel detaillierter im Stammbuch der Pappel lesen. Das Genom von Populus trichocarpa umfaßt 485 Millionen Basenpaare. Damit ist es zwar rund viermal so umfangreich wie dasjenige von Arabidopsis, aber klein für einen Baum.
Hoffnung auf besonders schnelles Wachstum
Das Erbgut der Kiefer etwa ist fünfzigmal so groß. Bei der Analyse stießen die Forscher auf rund 45.500 Gene, die als Vorlage für Proteine dienen dürften. Beim Vergleich mit Arabidopsis kam man zu dem Ergebnis, daß bei der Pappel deutlich mehr baumtypische Erbanlagen vorkommen, die unter anderem der Biosynthese von Lignocellulose, dem Stofftransport und der Resistenz gegenüber Krankheitserregern dienen.
Während der Stammesgeschichte hat sich das Genom mindestens dreimal verdoppelt, zuletzt vor etwa 60 Millionen Jahren. Solche Ereignisse sind für eine Pflanze nicht ungewöhnlich. Ein großer Teil der Gene ist wieder verlorengegangen. Die Forscher hoffen nun, da das Pappelgenom wie ein aufgeschlagenes Buch vor ihnen liegt, besonders schnell wachsende Sorten züchten zu können. Diese wären etwa für die Energiegewinnung aus Biomasse gefragt.
