Erstes Chromosom des Saat-Weizens sequenziert

Die erste Referenzsequenz des größten Weizenchromosoms 3B wurde veröffentlicht. Sie öffnet den Weg zur Identifikation zahlreicher Gene, die für die agrarwissenschaftliche Forschung interessant sind und die zur Sortenverbesserung beitragen können. Die Sequenzierung ist das Ergebnis einer internationalen Zusammenarbeit, die vom französischen Institut für Agrarforschung (INRA) und der französischen Behörde für Atomenergie und alternative Energien (CEA) gesteuert wird. Das Weizengenom soll in drei Jahren komplett entschlüsselt sein.

Der Saat-Weizen (Triticum aestivum L.) ist die weltweit am häufigsten angebaute Weizenart und Ernährungsgrundlage für ein Drittel der Weltbevölkerung. Er wurde vom Menschen seit Jahrtausenden durch Züchtung verfeinert und die aktuellen Sorten haben komplexe Genome, so genannte Polyploidie, die fünfmal umfangreicher sind als das menschliche Genom. Die Entschlüsselung der Sequenz stellte dementsprechend eine methodische und technologische Herausforderung dar und so hat sich die Entwicklung von Genomik- und insbesondere Sequenzierungsprogrammen hinausgezögert.

Im Rahmen des Projekts 3BSEQ haben nun Forscher des Inra, des CEA (Genoscope), des CNRS und der Universität Evry in Zusammenarbeit mit ausländischen Kollegen die erste Referenzsequenz eines Saat-Weizenchromosoms hergestellt, das Chromosom 3B. Unter anderem mussten dafür mehrere zehntausend Marker identifiziert werden. Das Projekt wurde von der französischen Forschungsagentur ANR und dem Institut für landwirtschaftliche Erzeugnisse und Erzeugnisse des Meeres Agrimer finanziert.

Die Sequenzierung des Referenzchromosoms 3B stellt eine weltweit einzigartige Ressource dar und eröffnet neue Möglichkeiten zur Identifikation wichtiger Gene aus agronomischer Sicht. Genombereiche, die zum Beispiel bei der Widerstandsfähigkeit gegen Pathogene, der Toleranz gegenüber Trockenheit und beim Ertrag eine Rolle spielen, werden vom Chromosom 3B getragen und die Identifikation von Genen, die diese Eigenschaften kontrollieren, läuft. Ein größeres Wissen über das Genom des Weizen hat also ein doppeltes Interesse: für die Grundlagenforschung, um die zugrundliegenden Mechanismen der Organisation und der Entwicklung von Weizen zu verstehen; für die angewandte Forschung um leichter Werkzeuge und Methoden zu entwickeln, die notwendig sind, um die Zuchtprogramme zu verbessern.

Das Internationale Konsortium für die Sequenzierung des Weizengenoms (IWGSC) hat sich vorgenommen, die restlichen 20 Chromosomen in den nächsten drei Jahren zu sequenzieren. Wissenschaftler des Inra und des CEA (Genoscope) arbeiten bereits an der Sequenzierung zwei weiterer Genome.

Die Ergebnisse wurden am 17. Juli 2014 in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht.