Erbgut entschlüsselt : Was die Riesenchromosomen der Ackerbohne verraten
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Proteinreich: Die Ackerbohne schmeckt Mensch und Tier. Bild: NPZ Innovation
Die Ackerbohne ist eine wichtige Nutzpflanze. Sie durch Züchtung zu verbessern, war bisher schwierig. Erkenntnisse von Forschern der Uni Gießen könnten helfen, das zu ändern.
Neue Erkenntnisse über das Erbgut einer wertvollen pflanzlichen Proteinquelle hat ein internationales Forscherteam gewonnen, zu dem Genetiker der Uni Gießen gehören: Den Wissenschaftlern ist es gelungen, das Genom der modernen Ackerbohnensorte „Tiffany“ vollständig zu sequenzieren. Ackerbohnen können insektenfreundlich angebaut werden und brauchen wenig Dünger. Bisher wurden bei dieser Nutzpflanze aber nur geringe züchterische Fortschritte erzielt. Das liegt auch an ihrer außergewöhnlichen genetischen Ausstattung.
Ackerbohnen haben zwar nur sechs Chromosomenpaare; menschliche Zellen bringen es auf 23. Allerdings enthält eines der Bohnenchromosomen mit fast vier Milliarden Basenpaaren mehr DNA als das gesamte menschliche Erbgut und gehört zu den größten Chromosomen überhaupt. Die vollständige Sequenzierung des Ackerbohnen-Genoms galt daher lange als unmöglich, wie die Liebig-Uni schreibt.
Gene für Samengröße und Inhaltsstoffe identifiziert
Der Forschergruppe um die Gießener Agrarbioinformatikerin Agnieszka Golicz ist es nun gelungen, die komplette Erbinformation aus langen Sequenzstücken zusammenzusetzen. Ihre Ergebnisse haben die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift „Nature“ veröffentlicht. Sie verglichen die Sequenzen mit dem Genom einer älteren Ackerbohnensorte und konnten dabei Gene identifizieren, die Informationen für wichtige Merkmale wie Samengröße und Inhaltsstoffe tragen.
Weiter stellten die Genetiker fest, dass sich im Erbgut der Ackerbohne sogenannte Transposons rasch ausbreiten. Das sind kurze DNA-Sequenzen, die innerhalb des Genoms „springen“. Dadurch kommt es zur Verdopplung oder Löschung von Genen, was die Anpassungsfähigkeit der Pflanzen erhöhen kann. „Mit der Bereitstellung des Genoms sind wir nun in der Lage, Ackerbohnen für die Herausforderungen des Klimawandels zielgerichteter zu züchten und den Anbau als wertvolle, heimische Pflanzenproteinquelle in Zukunft zu sichern“, sagt Rod Snowdon, Professor für Pflanzenzüchtung an der Uni Gießen. Seine Kollegin Golicz will nun die Genome vieler weiterer Ackerbohnensorten entschlüsseln.
