Dem Gerstengenom auf der Spur

Resistente Getreidesorten sind zur Sicherung der Welternährung enorm wichtig. Einem internationalen Forscherteam ist durch die Entschlüsselung des Gerstengenoms nun ein bedeutender Schritt in diese Richtung gelungen.

Gerstenfeld © Thinkstock

Gerste kennen die meisten Menschen hierzulande als Rohstoff für die Bierherstellung. Zudem dient Gerste auf der ganzen Welt als Viehfutter und hat somit eine zentrale Funktion für die Welternährung. Wissenschaftlern ist es nun erstmals gelungen, das Gerstengenom in großen Teilen zu entschlüsseln.

Mit knapp 11 Millionen Tonnen Erntemenge ist Gerste das in Deutschland zweitwichtigste Getreide, allein geschlagen vom Weizen mit 24 Millionen Tonnen. Während Sommergerste als Braugerste unter anderem für die Bier- und Whiskeyherstellung genutzt wird, wird Wintergerste zu einem großen Teil zu Viehfutter verarbeitet. Ernteausfälle durch Schädlinge, Trockenheit oder Überschwemmungen stellen ein großes Problem dar, weshalb der Forschung an resistenten Sorten eine hohe Bedeutung zukommt. Neue Gerstenzüchtungen sollen dem Klimawandel trotzen und eine höhere Widerstandsfähigkeit gegenüber Krankheitserregern aufweisen.

Der Schlüssel zu einer raschen effizienten Neuzüchtung liegt in der Kenntnis des Gerstengenoms. Dann können Wissenschaftler die Erbanlagen gezielt verändern. Das Gerstengenom ist zweimal größer als das menschliche Genom und besitzt eine überaus komplexe Struktur. Keine einfache Aufgabe für die Forscher, die sich seit Jahren mit der Entschlüsselung des Genoms auseinandersetzen.

Das Bundesforschungsministerium fördert Pflanzenforscher des „Internationalen Konsortiums zur Sequenzierung des Gerstengenoms (IBSC)“, darunter die deutsche Arbeitsgruppe um Nils Stein vom Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK). Dem Konsortium ist es nun gelungen, eine erste hochqualitative Referenzsequenz des Gerstengenoms vorzulegen. Wenn Forscher die Sequenz, die Reihenfolge der Bausteine, kennen, sind sie in der Lage, die genetischen Informationen zu entschlüsseln. Diese liefern im Grunde Bauanleitungen für entscheidende Zell-Moleküle.

Mit der Forschungsarbeit des IBSC – jüngst veröffentlicht in der renommierten Fachzeitschrift Nature – ist es nun möglich, alle Gene im Gerstengenom zu lokalisieren und komplexe Genfamilien zu untersuchen. Die Erkenntnisse können die Züchtung resistenter Gerstensorten entscheidend beschleunigen und auch auf andere Getreide-Sorten übertragen werden.