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Systematic analysis of factors controlling meiotic recombination in higher plants

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Neue Wege zur Verbesserung der Kulturpflanzenvielfalt

Forscher haben eine Reihe von pflanzlichen Genen und Proteinen identifiziert, die den Zuchterfolg durch eine stärkere gemeinsame Nutzung genetischer Informationen bei der sexuellen Fortpflanzung verbessern können.

Klimawandel und Umwelt

Angesichts der weiter wachsenden Weltbevölkerung wird es immer wichtiger, dass Kulturpflanzen produktiv genug sind, um die Nahrungsmittelversorgung aufrechtzuerhalten. Die sexuelle Fortpflanzung bei Pflanzen birgt das Potenzial, Pflanzenzuchtstrategien zu verbessern, aber die gemeinsame Nutzung von genetischen Informationen für diesen Prozess muss erhöht werden. Das EU-finanzierte Projekt MEIOSYS (Systematic analysis of factors controlling meiotic recombination in higher plants) untersuchte einen Prozess mit der Bezeichnung Meiose bei drei Pflanzenarten, der zur Schaffung einer größeren genetischen Vielfalt, die Steigerung der Nahrungsmittelproduktion und die Sicherstellung der Ernährungssicherheit genutzt werden können. Die Meiose ist ein Prozess der Zellteilung bei Pflanzen und Tieren, um Spermien und Eier für die Reproduktion zu produzieren. Dieser Prozess gewährleistet nicht nur, dass die richtige Anzahl von Chromosomen weitergeleitet wird, er mischt auch die Gene von vorherigen Generationen, um genetische Variation innerhalb einer Art zu schaffen. Mithilfe modernster molekularer und Bioinformatik-Tools konzentrierten sich die Wissenschaftler auf Arabidopsis thaliana, Brassica-Arten und Gerste. Das Projekt begann mit dem Aufbau einer Datenbank und beschaffte sich die Daten aus der wissenschaftlichen Literatur und aus öffentlichen Genetik-Datenbanken. Die von MEIOSYS erzeugten Daten werden auch in der Datenbank enthalten sein. Danach suchte MEIOSYS mithilfe von fortschrittlichen Techniken der Proteomik nach neuen pflanzlichen Proteinen, die an der Meiose beteiligt sein könnten. Mit diesem Verfahren konnten erfolgreich neue Proteine identifiziert werden,​die an meiotischen Komplexen beteiligt sind. Das Projekt screente dann über 4.000 Arabidopsis-Linien nach Genen, die die Frequenz der genetischen Rekombination während der Meiose verbessern. Sechsundzwanzig mögliche Kandidaten wurden identifiziert und drei von ihnen wurden weiter untersucht. Durch die Anwendung der Genomik und anderer innovativer biologischer Verfahren, auf Kulturpflanzen wollen die Wissenschaftler die genetische Variabilität maximieren, um die Ernährungssicherheit für die Zukunft zu gewährleisten.

Schlüsselbegriffe

sexuelle Fortpflanzung, Pflanzengene, Zuchtstrategien, meiotische Rekombination, Meiose, Lebensmittelsicherheit

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