Apfelgenoms analysiert
Veröffentlichung eines Tools für die Entwicklung neuer nachhaltigen Apfelsorten
Das Genom wurde von einem wissenschaftlichen Konsortium der Forschungsinstanzen aus Deutschland, Frankreich, Italien, Südafrika und aus den Niederlanden untersucht. Die hohe Qualität der Genomdaten, in denen sich mehr als 42.000 vermutlichen Gene befinden, hat man mittels der neuesten Sequenzierungstechniken erworben. Mit diesen Techniken werden bei einer sehr spezifischen Apfelsorte lange DNA-Sequenzen generiert. Dazu wird die meist informative genetische Kopplungskarte des Apfels benutzt, die in früheren Untersuchungen entwickelt wurde.
Die Genomsequenz verschafft neue Einblicke in die Organisation des Apfelgenoms. Schon bis 93 Prozent der 42.000 mutmaßlichen Gene wurden mittels RNA-Sequenzierung validiert. Man braucht dieses Wissen für die Identifikation der Gene, die eine interessante Eigenschaft steuern und für die Entwicklung der auf DNA basierten Tests, mit denen man schneller neue Sorten veredeln kann.
Man brauchte für das Gelingen dieser Studie eine sogenannte diploide Apfelsorte. Der Apfel vermehrt sich durch Kreuzbestäubung, so das das Apfelgenom heterozygot ist. Der Apfel ist das Ergebnis einer Hybridisation zweier verschiedenen Sorten, die eine vollständige Genomduplikation voraussetzte. Folglich kann jede reguläre Apfelsorte vier Varianten jeder DNA-Sequenz haben. Die diploide Sorte, die in dieser Studie verwendet wurde, ist besonders, weil es nur zwei Variante von jeder Sequenz haben kann. Dadurch ist das Genom dieser Sorte viel weniger entwickelt, so dass man eine hochwertige Genomsequenz generieren konnte.
Vieles ist klar geworden über die Duplikationsmuster zwischen den 17 Apfelchromosomen, so dass es jetzt einfacher ist um Genkopien mit einer gleichartigen Funktion zu finden. Sonst hat man sogenannte 'repetitive Sequenzen' zusammengestellt. Diese bis jetzt nicht karakterisierten Bereiche im Apfelgenoms spielen wahrscheinlich eine Rolle bei der Steuerung der Genexpression. Schließlich haben die Forscher eine neue Sorte repetitive Sequenz gefunden, die spezifisch für die Zentromeren sein könnte. Diese Entdeckung kann neue Einblicke in die Chromosomteilung und Replikation verschaffen.
Die Untersuchung wurde von Etienne Bucher von INRA-Angers (Frankreich) koordiniert. Vor allem Untersucher der Wageningen University & Research haben einen Beitrag geleistet mit einer großen DNA-Analyse (Genomsequenzierung), der Entwicklung und Anwendung von Bioinformatik und dem Veröffentlichen der bis jetzt noch nicht veröffentlichten genetischen Karte des Apfels.
Wageningen University & Research entwickelt neue Apfelsorten. Zum Beispiel die bekannten Sorten 'Elstar' und 'Santana' und neulich 'Natyra', die gerade auf dem Markt ist. Weil 'Santana' und 'Natyra' Krankheitsresistenzen aufweisen, sind diese Sorten für den Bio-Anbau geeignet. 'Santana' hat als besondere Eigenschaft, dass der Apfel für Menschen mit einer milden Apfelallergie geeignet ist.
Die neuen Erkenntnissen über die Apfel-DNA werden von der Universität Wageningen verwendet bei der zielorientierten Veredlung neuer Sorten, namentlich auf Nachhaltigkeit basiert.
Die finanzielle Unterstützung der Europäische Kommission und einige niederländischen Instanzen, die Subventionen verleihen, haben diese neue Genomsequenz ermöglicht.
Quelle: WUR