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09.10.2015

Wunderweizen: Natürliche Genmutation steigert Ertrag deutlich

Ein internationales Team von Pflanzenforschern hat im „Wunder-Weizen“ eine Genmutation aufgespürt, die für die Super-Ährenarchitektur der Pflanze verantwortlich ist und den Ertrag steigert.

Der „Wunder-Weizens“ (links) entwickel auf Grund einer natürlichen Mutation mehr Ähren und mehr Körner als der normale Hartweizen (rechts).
Der „Wunder-Weizens“ (links) entwickel auf Grund einer natürlichen Mutation mehr Ähren und mehr Körner als der normale Hartweizen

Der sogenannte Wunder-Weizen ist ein Phänomen: weil er stark verzweigte Ähren besitzt, bildet er mehr Körner pro Pflanze und der Ertrag ist zwei- bis dreimal größer als bei anderen Sorten. Nun hat ein internationales Forscherteam unter Beteiligung deutscher Pflanzengenetiker die molekularen Ursachen im Erbgut dingfest machen können. Sie stießen auf eine Genmutation, die für die üppige Ährenarchitektur der Pflanze verantwortlich ist. Auch bei der Gerste sorgt das entsprechende Gen für mehr Ertrag. Die Studie ist im Fachjournal Genetics (2015, Online-Vorabveröffentlichung) erschienen.

Der Unterschied ist offensichtlich: Der „Wunder-Weizen“ ist kleiner und sieht auf Grund seiner zahlreichen Ähren etwas gedrungen aus. Groß und feingliedrig wirkt dagegen der Hartweizen. Doch beim Ertrag kann die herkömmliche Sorte „Triticum durum“ mit dem kleineren Verwandten nicht mithalten. Seine Ähren tragen zwei- bis dreimal so viele Körner. Vergleichbar ertragsreich ist nur die „Compositum“-Gerste, die auf Grund einer Mutation  ebenfalls eine ungewöhnliche Ährenarchitektur und hohe Erträge aufzeigt. Ein internationales Forscherteam unter Mitwirkung von Wissenschaftlern des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) in Gatersleben hat nun die genetischen Ursachen der Ährenarchitektur aufgedeckt und somit eine neue Möglichkeit gefunden, den Ertrag bei Weizen und Gerste zu steigern.

Vergleichbare Gene in Weizen und Gerste

Das Team um die IPK-Forscher Naser Poursarebani und Thorsten Schnurbusch gingen dabei der Frage nach, welche genetischen Grundlagen den außergewöhnlichen Eigenschaften sowohl beim Wunder-Weizen als auch der Compositum-Gerste zugrunde liegen. Der Studie zufolge wird die Ährenverzweigung bei der Wunder-Gerste von dem Gen compositium 2  und beim Wunder-Weizen von dem Gen namens branched headt (bht) beeinflusst. Diese Gene sind sogenannte orthologen Gene, sie sind in beiden Arten an einem vergleichbaren Ort, nämlich auf dem Chromosom 2, zu finden. 

Punktmutation sorgt für Ertrags-Plus

Eine Punktmutation im branched head-Gen reicht offenbar aus, um die Super-Ährenform zu erzeugen. Mit dem  Wissen um die genetischen Hintergründe der Ährenverzweigung sehen Forscher eine Chance, die Züchtung neuer Nutzpflanzensorten zu optimieren und so den stagnierenden Erträgen bei Weizen und Gerste entgegenwirken zu können.

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