Die Architektur der Ähre

Forscher haben einen molekularen Mechanismus aufgedeckt, der die Ährenentwicklung der Gerste reguliert — und damit deren landwirtschaftlichen Ertrag erheblich beeinflusst.

15.11.2016 · HP-Topnews · Biodiversität · Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung

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Ein internationales Team um Dr. Helmy Youssef und Dr. habil. Thorsten Schnurbusch von der Arbeitsgruppe „Pflanzliche Baupläne“ am Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK), veröffentlicht im renommierten Fachblatt Nature Genetics seine Erkenntnisse über die molekularen Mechanismen, welche maßgeblich an der Regulation von Sprosswachstum und Blütenentwicklung in Gerste beteiligt sind.

Die Architektur von Getreidepflanzen wie der Gerste, die u.a. in der typischen regelmäßigen zwei- oder sechszeiligen Anordnung der Getreidekörner Gestalt annimmt, beeinflusst den landwirtschaftlichen Ertrag erheblich. Trotz der großen landwirtschaftlichen Bedeutung ährenarchitektonischer Merkmale war bisher kaum etwas über die zugrundeliegenden Mechanismen bekannt.

Das ändert sich nun mit der Publikation Dr. habil. Thorsten Schnurbuschs und Dr. Helmy Youssefs. Zusammen mit wissenschaftlichen Partnereinrichtungen in Schweden und Japan klärten sie die zentrale Rolle des Transkriptionsfaktors VRS2 (SIX-ROWED SPIKE2) für die Entwicklung von Blütenstand und Spross in Gerste auf. Die Forschungsergebnisse zeigen, dass das Protein VRS2 für die Regulation der Konzentration von Zucker und der Pflanzenhormone Auxin, Giberelline und Cytokinine verantwortlich ist. Letztere spielen eine wichtige Rolle für das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzen. VRS2 beeinflusst auf diese Weise nicht nur die Entwicklung der Architektur der Gerstenähren, sondern auch die Dauer, welche ein bestimmter Entwicklungsschritt in Anspruch nimmt.

„Die gewonnenen Erkenntnisse helfen uns dabei, ein besseres Verständnis für die ertragsrelevante Entwicklung von Gerstenähren zu gewinnen.“, sagt Thorsten Schnurbusch, der Leiter der unabhängigen Arbeitsgruppe Pflanzliche Baupläne am IPK in Gatersleben und Leiter des Projekts. Sein Mitarbeiter und Erstautor der Studie Helmy Youssef ergänzt: „Unsere Ergebnisse sind nicht nur aus wissenschaftlicher Sicht interessant, denn sie könnten später auch für die Zucht ertragreicher Gerstensorten erschlossen werden.“

Weitere Analysen des Forscherteams zeigen, dass VRS2 zur Familie der SHI-Proteine gehört, die u.a. auch in anderen Getreidearten nachgewiesen werden konnten. Die Erkenntnisse sind daher nicht nur für ein besseres Verständnis der Ährenentwicklung von Gerste von Bedeutung, sondern ebenso bei weiteren, für die globale Ernährung wichtigen Getreidekulturpflanzen wie Mais, Reis oder Weizen.

Publikation

VRS2 regulates hormone-mediated inflorescence patterning in barley, Helmy M. Youssef et al. (2016), Nature Genetics, DOI: 10.1038/ng.3717

Kontakt

Regina Devrient
Öffentlichkeitsarbeit
Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK)
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