Gene steuern die Weizenblütezeit

Kulturpflanzen wie Weizen entwickeln sich in mehreren definierten Wachstumsstufen, angefangen bei der Keimung des Sämlings bis zur Blüte und endend mit der Reifung. Der Zeitpunkt der Blüte (und folglich der Bestäubung) innerhalb dieser Wachstumsstadien hat einen starken Einfluss auf den Weizenertrag und die Fähigkeit, sich an veränderliche Umgebungen anzupassen.

Das EU-finanzierte Projekt FTPUQ (Flowering time pathways underlying quantitative variation in heading date of wheat) analysierte Weizengene, die die Blütezeit steuern. Forscher wollten vor allem bestimmen, inwiefern die Blüteveränderungen von lokalen Klimabedingungen abhängig sind. Diese Anpassungsfähigkeit ermöglicht es den Landwirten, Weizensorten in Umgebungen mit unterschiedlichen Temperaturen und Lichtperioden anzubauen.

Während Temperatur und Licht einen großen Einfluss auf alle Wachstumsstadien haben, einschließlich der Blüte, reguliert ein Gen namens "earliness per se" (EPS) die Blütezeit. Die Forscher untersuchten Varianten des eps-Gens, um zu bestimmen, wie diese die Pflanzenentwicklung, Anpassung an veränderte Bedingungen und den Ertrag steuern.

Nach Kreuzung von zwei Mutterweizensorten, die verschiedene Versionen des eps-Gens tragen, ließen die Forscher die Nachkommen unter verschiedenen Umweltbedingungen wachsen. Sie fanden heraus, dass das Gen den Zeitungpunkt der hypogäischen Keimung steuert, der wenige Tage vor der Blütezeit auftritt und sich auf die Länge der frühen Entwicklungsstadien auswirkt.

Um herauszufinden, wo eps im Weizengenom positioniert ist, analysierten die Forscher Nachkommen, die die beiden Versionen des Gens von ihren Eltern geerbt haben. Während das Pflanzenwachstums im Frühjahr und Herbst, zeichneten sie auch Merkmalen wie Blühzeitpunkt und Ertrag auf. Anschließend schauten sie, ob sie die Unterschiede bei diesen Merkmalen mit dem Gen verbinden könnten, das jede Pflanze von seinen Eltern geerbt hat.

Das eps-Gen lag auf dem kurzen Arm des Chromosoms Nr. 3. Mit diesen Informationen werden Züchter in der Lage sein, die besten Merkmale aus verschiedenen Stammsorten auszuwählen, um die Weizenblüte für einen maximalen Ertrag zu kontrollieren.