Wilder Emmer ist die Ursprungsart fast aller kultivierter Weizensorten und eine der ältesten Kulturpflanzen. Er ist nah verwandt mit dem Brot- und Pastaweizen. (Foto: Fotolia/ J. Mühlbauer exclus.)
Wilder Emmer ist die Ursprungsart fast aller kultivierter Weizensorten und eine der ältesten Kulturpflanzen. Er ist nah verwandt mit dem Brot- und Pastaweizen. (Foto: Fotolia/ J. Mühlbauer exclus.)
  • Forschung

Genom von einem Vorläufer des Brotweizens dekodiertGenomsequenz des Wilden Emmers erstmals entschlüsselt

Er ist ein Vorläufer des Brotweizens, den der Mensch seit hundert Jahren kultiviert: Erstmals ist es einem internationalen Team gelungen, die Genomsequenz des Wilden Emmers zu entschlüsseln. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift „Science“ veröffentlicht. Sie könnten einen Beitrag leisten, um widerstandsfähigere Weizensorten zu züchten - und die weltweite Ernährungsproduktion zu unterstützen.

Wilder Emmer (Triticum dicoccum) ist die Ursprungsart fast aller Kulturweizensorten und eine der ältesten Kulturpflanzen in der Welt. Wegen seiner brüchigen Ähren hat er in der Landwirtschaft derzeit kaum Bedeutung. Jedoch ist er nah verwandt mit dem Brot- und Pastaweizen. Er weist einzelne Merkmale auf, die für die Züchtung verbesserter Weizensorten von großem Interesse sind: So hat Wilder Emmer keine besonderen Ansprüche an die Bodenbeschaffenheit und ist ertragreich auch auf schwachen Böden. Außerdem zeichnet er sich durch Widerstandsfähigkeit gegen Krankheiten aus und kommt mit Trockenperioden wesentlich besser zu recht als herkömmlicher Weizen.
 
Die Forschungsarbeit entstand im Rahmen einer internationalen Kooperation mit  Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler verschiedener Forschungseinrichtungen. In enger Zusammenarbeit mit Professor Klaus Mayer vom Fachgebiet Genombiologie der Pflanzen an der TUM und Leiter der Forschungsgruppe Genomik und Systembiologie der Pflanzen (PGSB) am Helmholtz-Zentrum München, Dr. Assaf Distelfeld, einem Pflanzenwissenschaftler der israelischen Universität Tel Aviv, entschlüsselten Dr. Sven Twardziok und Dr. Heidrun Gundlach das gesamte Genom des Emmers. Dieses ist drei Mal größer als das Humangenom.

„Die Kenntnis des Genoms wird zukünftig einen wesentlichen Beitrag zur globalen Ernährungssicherung leisten können“, sagt Prof. Klaus Mayer. Weizen macht etwa 20 Prozent der weltweit konsumierten Kalorien aus und spielt somit eine große Rolle in der Welternährung. Resistentere Sorten auf Basis genetischer Elemente des Emmers wären von Vorteil.

„Hinzu kommt, dass nun sowohl Einblicke in die über zehntausendjährige Domestikationsgeschichte des Weizens als auch eine gezielte, verbesserte Züchtung gegen Stressresistenzen und auf erhöhten Ertrag möglich ist“, erklärt Dr. Manuel Spannagl, ebenfalls wissenschaftlicher Mitarbeiter am PGSB.

Publikation:

Avni, R. et. al: Wild emmer genome architecture and diversity elucidate wheat evolution and domestication, Science 2017. DOI: 10.1126/science.aan0032

Kontakt:

Prof. Klaus Mayer
Technische Universität München
Fachgebiet Genombiologie der Pflanzen
Tel.: ++49/89 3187 3584
E-Mail: ga35tiz(at)mytum.de oder k.mayer(at)helmholtz-muenchen.de

Technische Universität München

Corporate Communications Center Sabine Letz
letz(at)zv.tum.de

Weitere Artikel zum Thema auf www.tum.de:

Die Wissenschaftler befragten Reisbauern, weil Reis eines der wichtigsten Grundnahrungsmittel weltweit ist. (Foto: Fotolia/ ivychuang1101)

Bio-Label im Tausch gegen weniger Chemie auf dem Reisfeld

Am Gelde hängt doch nicht alles: Taiwanesische Reisbauern würden umweltfreundlicher produzieren, wenn sie ein Nachhaltigkeitssiegel für ihre Produkte bekämen. Für ein solches Siegel akzeptieren sie sogar geringere…

Roggen ist eine Vertreterin der Triticeae, einer Gruppe von Süßgräsern, die neben Roggen auch die verwandten Getreidearten Brotweizen und Gerste umfasst. (Foto: E. Bauer/ TUM)

Die Entschlüsselung des Roggengenoms

Ein Team der Technischen Universität München (TUM) und des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung in Gatersleben (IPK) hat das Roggengenom entschlüsselt. Die veröffentlichte Roggensequenz schließt…

Für viele Pflanzenarten, wie die in der Forschung beliebte Ackerschmalwand, aber auch für Nutzpflanzen wie Mais, Reis und Weizen gibt es Initiativen, welche die Genomsequenz vieler Unterarten und Sorten erfassen. (Foto: Regnault/ TUM)

Mit Pflanzendimmer den Klimawandel austricksen?

Pflanzen besitzen Mechanismen, die verhindern, dass sie im Winter blühen. Ist die Winterkälte vorbei, sind diese inaktiviert. Doch auch wenn es im Frühling zu kühl ist, passen Pflanzen ihr Blühen an. Wissenschaftler der…

Zu sehen ist ein Thermogramm von 40 Tage alten Ackerschmalwandpflanzen, deren Temperatur farblich unterschiedlich dargestellt ist. Pflanzen mit gelber oder grüner Farbe haben einen niedrigen Wasserverbrauch. (Foto: Z. Yang und E. Grill/ TUM)

Mehr Ertrag pro Tropfen Wasser

Die Menschheit muss ihre Nahrungsproduktion steigern bei begrenzter Wasserverfügbarkeit. Bereits heute ist die Wassernutzung nicht nachhaltig. Da Pflanzen bei der Photosynthese viel Wasser verlieren, ist dies weltweit der…