Grasvorfahren geben Familiengeschichte preis
Das Natgrain-Projekt ("Grain development in Brachypodium distachyon") setzte auf moderne Technologien, um festzustellen, auf welche Weise Gene die Korngröße steuern. Brachypodium distachyon ist eine kleines Wildgrasart, die in Südeuropa, Nordafrika und Südwestasien beheimatet ist und mit den wichtigsten Getreidearten wie etwa Weizen, Gerste, Hafer und Reis verwandt ist. Die kurze Lebensdauer der Pflanze und einfache Kultivierung machten sie zu einem idealen Modell für das Verständnis der Genetik, die hinter den biologischen Prozessen bei Gräsern und Getreiden verborgen ist. Die Forscher charakterisierten die Entwicklungsstadien des Korns auf morphologischer, zellulärer und molekularer Ebene unter Verwendung des unter kontrollierten Bedingungen angebauten Referenzstamms BD 21. Das Ziel bestand darin, die natürliche und die angeregte Variation zu untersuchen und somit die Kornentwicklung bei Brachypodium distachyon besser zu verstehen. Anschließend wurde die Kornentwicklung bei mutierten und nichtmutierten Pflanzen überprüft, die in verschiedenen Teilen Europas und im Nahen Osten gesammelt wurden. Die Wissenschaftler kartierten die Populationen des Brachypodium distachyon, um die Identifizierung der Gene zu erleichtern, welche einen Einfluss auf Korngröße und -form haben. Die Identifizierung der wichtigsten Standorte ermöglichte den Forschern die Beantwortung von Fragen der Anpassung und der Signifikanz der Variation in der Anzahl der Chromosomen bei Pflanzenzellen. Die Ergebnisse führten das Potenzial von Brachypodium distachyon als Modell zum Verständnis der Kornentwicklung bei Gräsern vor. Überdies erwies sich Brachypodium im Vergleich mit der im breiten Einsatz befindlichen Modellpflanze Arabidopsis bei der Analyse von evolutionären Unterschieden zwischen Monokotyledonen und Dikotyledonen als geeignet, den beiden Hauptfraktionen, die unsere Blütenpflanzen ausmachen. Natgrain konnte demonstrieren, dass die Fähigkeit der Pflanzen zur Veränderung ihres DNA-Gehalts durch Vermischung zwischen verschiedenen Arten ein wichtiger Faktor bei der Domestizierung der Wildgräser sein könnte. Dieser Prozess ist oft mit zunehmender Größe, schnellerem Wachstum und erhöhter Toleranz gegenüber Umweltbelastungen verbunden. Dem Projekt gelang die erfolgreiche Bewertung der natürlichen Variation bei von Brachypodium distachyon abstammendem Getreide und führte vor, wie diese mit der geographischen Herkunft und der Populationsstruktur verbunden ist. Die Resultate werden den Wissenschaftlern mehr Wissen über Pflanzenpopulationen und dazu verschaffen, wie Pflanzen auf ihre Umwelt reagieren.
