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02.11.2018

Genom der Wasserlinse kartiert

Eine neue Untersuchung unter Beteiligung Gaterslebener Pflanzenforscher beseitigt Diskrepanzen der bisherigen Genomanalysen der Wasserlinse.

Die Wasserlinse- auch Entengrütze genannt - wächst schnell und ist reich an Proteinen.
Die kleine Wasserlinse- auch Entengrütze genannt - wächst schnell und ist reich an Proteinen.
Quelle: 
Wikipedia/CC BY-SA 3.0

Noch vor wenigen Jahren hat sie nur wenige Wissenschaftler interessiert, doch inzwischen beschäftigen sich viele Pflanzenforscher mit ihr – der Wasserlinse. Sie wächst schnell und lässt sich einfach ernten. Sie ist reich an Stärke und Proteinen, was sie als Futter für Geflügel, Fische, Schweine und Wiederkäuer gleichermaßen interessant macht. Sie wird als Nahrungsmittel sowohl in der traditionellen Küche als auch in Modegetränken genutzt. Nicht zuletzt hilft sie, Abwässer zu reinigen, dient als Rohstoff für Biokraftstoffe und wird in der Biotechnologie eingesetzt, um pharmazeutische Produkte herzustellen. Doch damit Pflanzenzüchter sie für all diese Zwecke optimieren können, müssen sie ihr Genom kennen. Und da lag bislang das Problem.

Widersprüche bei der Kartierung gefunden

Die erste Dechiffrierung eines Wasserlinsengenoms, der vielwurzligen Teichlinse (Spirodela polyrhiza), veröffentlichte 2014 ein internationales Konsortium unter Leitung der Rugters University. Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) Gatersleben ordneten zwei Jahre später die gefundenen Sequenzen den jeweiligen Chromosomen zu. Dann folgte die Überraschung: Eine optische Kartierung des Genoms einer anderen Herkunft der gleichen Art durch eine andere Forschergruppe zeigte enorme Abweichungen – nur ein Chromosom war identisch.

Gemeinsam Widersprüche aufgelöst

Beide Gruppen schlossen sich zusammen und führten erneute Genomanalysen der Wasserlinse mit mehreren Sequenzierungsmethoden durch. Am Ende konnten die Pflanzenforscher im Fachjournal „The Plant Genome“ ein Genom publizieren, das sie an sieben Herkünften derselben Art überprüft hatten, ohne strukturelle Unterschiede zu finden. Auf dieser Grundlage lassen sich nun weitere Genome von Wasserlinsen analysieren.

Quelle: 
Phuong Thi Nhu Hoang, IPK

Die vielwurzlige Teichlinse S. polyrhiza auf einem Nährmedium (links), in der Seitenansicht (Mitte) und ihre mitotischen Chromosomen, von denen sechs Paare durch chromosomenspezifische Sonden markiert sind (rechts).

Für Wirtschaft und Forschung bedeutsam

Für die Forschung ist eine verlässliche Kartierung des Wasserlinsengenoms wichtig, um interessanten Phänomenen nachzugehen wie dem Trend evolutionär jüngerer Arten, die eine geringere Organismusgröße haben, aber größere Genome bilden. Die Pflanzenzüchtung benötigt die Genomdaten, um wirtschaftlich interessante Eigenschaften der Wasserpflanze schneller optimieren zu können.

bl

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