Was uns der Stammbaum von Solanum sagt

Die Gattung Solanum umfasst rund 1.400 Arten wie unter anderem die Kartoffel, die weltweit ein Grundnahrungsmittel darstellt. Trotz der großen Bedeutung aus kommerzieller und evolutionärer Sicht, weiß man nur wenig über die Biologie dieser in Europa einheimischen Art.

Unterstützt von der EU sichtete das Projekt SOLANUM ("Solanum in Europe: phylogeny and genetic diversity") europäische Solanum-Arten des 18. Jahrhunderts, um die auf natürliche Weise entstandene genetische Vielfalt zu identifizieren. Die Forschung ist besonders relevant, da zwei Mitglieder der Gattung, Solanum dulcamara und S. nigrum gegen die Kraut- und Knollenfäule sehr resistent sind; diese Plage führt bei allen Kartoffelbauern zu erheblichen Verlusten von Kulturpflanzen und Einkommen.

Es fanden sich Hinweise auf Vervielfältigungen in Chloroplasten-DNA, die für den Stamm oder evolutionäre Zweige wie Kartoffeln, Tomaten, Auberginen und Paprika typisch sind. Interessanterweise unterscheidet sich diese evolutionäre Funktion von anderen Pflanzenfamilien, wie der Brassicaceae. Die Wissenschaftler behaupten, dass die dynamischen evolutionären Muster von Solanum durch den Vergleich mit der Schwestergattung Jaltomata auf die Rekombination zwischen oder innerhalb von Chromosomen in den Chloroplasten zurückzuführen sind.

Mit im Projekt entwickelten Indel-Markern basierend auf Einfügen oder Löschen von Basen wurde Schwarzer Nachtschatten untersucht. Einige Mitglieder dieser Gruppe liefern für zahlreiche Kulturen rund um den Globus eine Nahrungsquelle. Die Analyse zeigte, dass die starke Differenzierung zwischen den Spezies und Inzucht als treibende Kraft hinter der genetischen Struktur der untersuchten Arten kaum in Frage kommen. Diese Untersuchungen weisen darauf hin, dass Indel-Marker für das Einsetzen von neuem Solanum-Keimplasma in Arten bei der Züchtung oder Identifizierung von Pflanzenproben geeignet sind.

Andere verwendete Marker umfassen Intron-Targeting (IT)-Sequenzen aus der Sequenzierung der Kartoffelsorte White Lady. IT-Marker könnten auch verwendet werden, um effiziente genetische Untersuchungstools für DNA-Fingerprinting, markergestützte Selektion, genetische Kartierung und Diversitätsanalyse zu entwickeln.

Die SOLANUM-Studie ist die erste ihrer Art und die Ergebnisse liefern eine umfassende Grundlage für das Studium der evolutionären Beziehungen innerhalb der großen Gruppe von Solanum-Arten und ihrer nahen Verwandten. Anwendungen in der Landwirtschaft und der Pflanzenzucht werden einen großen sozioökonomischen Nutzen haben, insbesondere im Bereich der Krankheitsresistenz.