Weizen ist seit Jahrtausenden eine der wichtigsten Nutzpflanzen der Menschheit: Überall dort, wo das Klima es zulässt, bauen Landwirte das Getreide an. Die reifen Körner werden nach der Ernte getrocknet und zermahlen. Das Mehl ist schließlich die Grundlage für Brot, Brötchen, Nudeln und zahllose weitere Speisen.

Vom Urgetreide zum Hochleistungsweizen: Züchtung vergrößert das Genom einer Kulturpflanze

Kaum überraschend also gehört Weizen zu den am stärksten durch Zucht veränderten Organismen auf der Erde: Indem Menschen viele verschiedene Arten wilder Weizensorten miteinander gekreuzt haben, konnten sie die Ernte des Getreides deutlich vereinfachen und zugleich die Erntemenge erheblich steigern. Das hat aber auch dazu geführt, dass Weizen heute ein vergleichsweise großes und komplexes Genom hat. Genau das haben sich jetzt Forscher vom Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) in Gatersleben zu Nutze gemacht.

Die Wissenschaftler nutzten die Genschere CRISPR-Cas9, um bei sogenannter Satelliten-DNA anzusetzen. Das sind Abschnitte des Erbguts, die vor allem Kopien von Genen enthalten. Der Vorteil: Werden hier Gene ausgeschaltet oder komplett gelöscht, stirbt die Pflanze nicht daran. Das Team um Jianyong Chen brachte die Genschere mit Hilfe von Viren in die Zellen des Weizens ein, und führte dort am Erbgut zahlreiche Schnitte zur gleichen Zeit durch. Dadurch konnten die Wissenschaftler ganze Chromosomen beeinflussen, also große Abschnitte des Erbguts.

CRISPR: Wie Forscher ganze Weizen‑Chromosomen gezielt schneiden und umbauen

Es gelang ihnen sogar, einzelne Chromosomen komplett zu zerstören. "Unsere Forschung zeigt erstmals, dass Chromosomen durch gezielte Schnitte an Satelliten-DNA effizient verkleinert werden können", sagt Chen, Erstautor der in Plant Communications erschienenen Studie. Der Vorteil: Die Forscher schufen dadurch eine Grundlage, den Weizen genetisch stärker verändern zu können-

"Viele Schnitte bewirken, dass Chromosomen neu zusammengesetzt werden. Dabei können völlig neue Strukturen entstehen", sagt Andreas Houben, der die Arbeitsgruppe der Forscher leitet. Unter anderem schuf das Team sogenannte Minichromosomen. Die kann man sich wie einen Anknüpfungspunkt vorstellen, an den Forscher Gene anheften können, die sie in das Erbgut des Weizens einschleusen wollen.

Minichromosomen als Werkzeug für schnellere und präzisere Pflanzenzüchtung

Ein Ziel ist beispielsweise, einzelne Chromosomen von Wildroggen in den Weizen einzukreuzen. So könnte die Widerstandsfähigkeit gegen Stress durch Trockenheit oder Krankheitserreger gezielt verbessert werden, hoffen die Wissenschaftler. Zugleich könnte die Geschwindigkeit der Züchtung deutlich erhöht werden.

Links/Studien

  • Chen, Jianyong et al (2026).: Satellite DNA-targeted CRISPR–Cas9-mediated editing enables chromosome truncation and elimination in wheat, Plant Communications, Plant Communications

Haftungsausschluss: Das Urheberrecht dieses Artikels liegt bei seinem ursprünglichen Autor. Der Zweck dieses Artikels besteht in der erneuten Veröffentlichung zu ausschließlich Informationszwecken und stellt keine Anlageberatung dar. Sollten dennoch Verstöße vorliegen, nehmen Sie bitte umgehend Kontakt mit uns auf. Korrektur Oder wir werden Maßnahmen zur Löschung ergreifen. Danke