Ein internationales Forschungsteam, darunter Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) in Gatersleben, hat die Genomsequenz der Perlhirse im Fachjournal „Nature Biotechnology“ veröffentlicht. Die Perlhirse ist eine besonders dürrertolerante Getreidepflanze und eine der Hauptnahrungsquellen in den trockenen Gebieten Afrikas und Asiens. Ihre Genomsequenz könnte eine wichtige Ressource für Züchter darstellen, um Kulturpflanzen für die Anforderungen des Klimawandels anzupassen.

Gut gewappnet gegen Dürre

Die Perlhirse (Pennisetum glaucum (L.) R. Br., syn. Cenchrus americanus (L.) Morrone) weist einige Besonderheiten auf: Sie wächst auch unter sehr trockenen, heißen klimatischen Bedingungen und kann selbst auf nährstoffarmen Böden erfolgreich angebaut werden. Zwar kann ihr Ernteertrag nicht mit den weltweit wichtigsten Nutzpflanzen Mais, Reis und Weizen mithalten, doch aufgrund ihrer Widerstandsfähigkeit ist sie ein Grundnahrungsmittel für die Bevölkerung arider und semiarider Gebiete Asiens und Afrikas. Die globale Erwärmung wird in den nächsten Jahren immer mehr Gebiete austrocknen lassen. Darum ist es besonders wichtig, den genetischen Ursachen der Widerstandsfähigkeit ausgewählter Pflanzen auf den Grund zu gehen, um diese künftig auf bisher empfindlichere Pflanzen übertragen zu können.

Fast 1000 Hirse-Genome wurden sequenziert

„Trotz ihrer landwirtschaftlichen Bedeutung in einigen Regionen der Welt ist die Perlhirse vergleichsweise ertragsarm und damit wenig interessant für den modernen Landbau“, erklärt Yusheng Zhao, wissenschaftlicher Mitarbeiter der Arbeitsgruppe Quantitative Genetik am IPK in Gatersleben. „Um ihre besonderen Qualitäten zukünftig züchterisch erschließen zu können, wurde gemeinsam mit Kooperationspartnern in Amerika, Asien und anderen europäischen Ländern das Genom einer Perlhirsensorte sequenziert und weitere fast 1000 verschiedenen Hirse-Genotypen resequenziert, um einerseits Einblicke in die genetische Struktur und Vielfalt dieser Kulturart sowie deren Entstehungsgeschichte zu erhalten und anderseits Werkzeuge für deren züchterische Verbesserung zu entwickeln.“

Die Studienergebnisse der Forscher geben so Aufschluss über die genetischen Hintergründe verschiedener landwirtschaftlich interessanter Eigenschaften, wie der besonderen Trocken- und Hitzetoleranz der Perlhirse. Dieses Wissen könnte angesichts des dringenden Bedarfs an trocken- und hitzetoleranten Kultupflanzen auch für die Verbesserung anderer Arten genutzt werden. 

jmr