Erfolge im Kampf gegen das Mutterkorn
Wissenschaftlern an der Bundesanstalt für Züchtungsforschung an Kulturpflanzen in Groß Lüsewitz ist es gelungen, einen Abschnitt im Erbgut des Roggens zu identifizieren, der diese Getreideart unempfänglicher gegen den Mutterkornpilz macht. Dazu haben sie systematisch Teile des Erbgutes von Roggen mit dem vollständig entschlüsselten Genom der Reispflanze verglichen.
Laboranalyse von Roggenkeimlingen
Foto: BAZ, Groß Lüsewitz
Mit Mutterkorn verunreinigtes Getreide kann bei Nutztieren, aber auch beim Menschen zu schweren Vergiftungserscheinungen führen. Verursacher ist der parasitische Pilz Claviceps purpurea, der vor allem Roggen befällt.
Grund für diese Anfälligkeit ist die Tatsache, dass sich Roggen - anders als andere Getreidearten - nicht selbst befruchten kann. Deshalb spreizt er während der Blütezeit seine Ährchen weit auseinander, um fremden Pollen aufzufangen. Dadurch können die Sporen des Pilzes die Blüten besiedeln und zu den typischen Mutterkörnern heranwachsen. Insbesondere in feuchten Jahren, wenn aufgrund ungünstiger Witterung zum Zeitpunkt der Roggenblüte wenig Pollen zur Verfügung steht, ist mit verstärktem Infektionsdruck zu rechnen, da die Blüten länger offen bleiben. Je mehr Pollen gebildet wird, desto eher können die Blüten befruchtet werden und desto geringer sind die Entwicklungschancen für die Mutterkornpilze. Daher kommt dem Pollenschüttungsvermögen des Roggens eine entscheidende Bedeutung zu.
Die Fähigkeit Pollen auszuschütten, kann durch bestimmte Gene, die in exotischen, für den Anbau nicht geeigneten Roggenherkünften gefunden wurden, entscheidend verbessert werden. Es ist jedoch nicht ohne weiteres möglich, diese so genannten Restorer-Gene im Erbgut der Pflanzen zu erkennen. Am Institut für landwirtschaftliche Kulturen der Bundesanstalt für Züchtungsforschung an Kulturpflanzen (BAZ) in Groß Lüsewitz hat man jetzt ein indirektes Diagnoseverfahren entwickelt, mit dessen Hilfe eines dieser wertvollen Gene, Rfp1, effizienter genutzt werden kann. Dazu mussten die Wissenschaftler den Ort des Roggengenoms, wo das Restorer-Gen Rfp1 lokalisiert ist, so eng mit molekularen Genom-Markern abstecken, dass Rfp1 möglichst punktgenau, also separat von weiteren, nachteilig wirkenden Genen der exotischen Roggenherkunft, erfasst werden kann.
"Unser Ziel war es, molekulare Diagnosemarker zu entwickeln, die uns im riesigen Genom des Roggens als eine Art Wegweiser dienen können. Mit solchen Markern kann man in kurzer Zeit unter vielen tausend Pflanzen ganz gezielt jene aufspüren, die das erwünschte Merkmal - gute Pollenschüttung - von den Kreuzungseltern geerbt haben", erklärt Züchtungsforscher Dr. Bernd Hackauf. Um diese Aufgabe zu lösen, hat die Groß Lüsewitzer Arbeitsgruppe die Informationen aus dem vollständig entschlüsselten Reisgenom quasi als Schablone genutzt und nach DNA-Segmenten gefahndet, die im Roggen im Bereich des Rfp1-Gens lokalisiert sind. Die auf diese Weise entwickelten genetischen Diagnosemarker erlauben nun mit zuvor nicht dagewesener Präzision die Aussage, ob das gewünschte Rfp1-Gen in einer Pflanze vorliegt oder nicht. Die Fehlerquote liegt bei weniger als 0,005 Prozent. Dazu Institutsleiter Dr. Peter Wehling: "Die entschlüsselten Reis-Genomdaten ermöglichen es, wertvolle Einblicke auch in das Erbgut von verwandten Pflanzen zu gewinnen. Dadurch wird es nun auch für wirtschaftlich kleinere Fruchtarten wie dem Roggen möglich, molekulare Werkzeuge für den Nachweis wertvoller Merkmalsgene zu entwickeln."
Kontakt:
Dr. Bernd Hackauf
Bundesanstalt für Züchtungsforschung an Kulturpflanzen (BAZ), Institut für landwirtschaftliche Kulturen
Rudolf-Schick-Platz 3a, 18190 Groß Lüsewitz
Tel. 038209-45200, Fax: 038209-45222, E-mail: b.hackauf@bafz.de.
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