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Genom der Weißtanne entschlüsselt

Baumart für den Wald der Zukunft

 

Genom der Weißtanne entschlüsselt - Baumart für den Wald der Zukunft
Foto: Simon A. Eugster, Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0

 

(23.6.2019) Die Weißtanne ist eine wichtige Baumart im Hinblick auf den Klimawandel. Um sie besser erforschen zu können, hat ein internationales Team unter Mitwirkung der Eidg. Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL das umfangreiche Erbgut einer Zürcher Weißtanne entschlüsselt.

 

AA_WSL01
Das erstmals sequenzierte Genom stammt von einer Weißtanne in einem Wald in Birmensdorf, Kanton Zürich, Schweiz.
Foto: Christian Rellstab, Eidg. Forschungsanstalt WSL

Weißtanne
Eine prächtige Weißtanne (Abies alba) in einem Bergwald im Emmental im Kanton Bern, Schweiz. Foto: Markus Bolliger

„AA_WSL01“ steht in blauer Farbe auf einer unscheinbaren Tanne im Ramerenwald von Birmensdorf im Kanton Zürich. Aus ihren Samen und Nadeln stammt die DNA für das erste entschlüsselte Weißtannen-Genom, also ihr vollständiges Erbgut. Unsere einheimische Tanne ist weltweit erst die sechs-

te Nadelbaumart, von der die Genomsequenz bekannt ist – keine geringe Herausforderung, da Nadelbäume ein enorm großes Erbgut mit vielen sich wiederholenden, ähnlichen DNA-Abschnitten besitzen. Das machte die Sequenzierung zu einem Kraftakt, der nur dank internationaler Zusammenarbeit möglich war. Insgesamt entzifferte das Forschungsteam 18 Milliarden Basenpaare – die einzelnen Bausteine der Erbsubs-

tanz. Das sind sechsmal mehr als im menschlichen Genom vorkommen.
„Es ist wie ein riesiges Puzzle, das man ohne Vorlage zusam-

mensetzt“, erklärt Mit-Autor Felix Gugerli von der WSL, der mit seinem Team die Schweizer Seite des internationalen Kon-

sortiums vertritt. „Wir haben jetzt ein umfassendes, wenn auch weiterhin unscharfes Bild des Weißtannengenoms.“ So sind jene Teile des Erbguts gut beschrieben, die Gene beinhalten – also Erbinformation zur Herstellung von Eiweißen mit bestim-

mten Funktionen. Dazwischen liegen aber zu einem großen Teil sich wiederholende, fast identische Abfolgen von Basen-

paaren ohne genetische Information. Um aus diesen Puzzle-

teilen ein Gesamtbild zu arrangieren, kommt noch viel Arbeit auf die Forschenden zu.

 

Für jeden Standort die richtige Tanne

 

Der Aufwand lohnt sich, denn ein entschlüsseltes Genom hilft dabei, die genetische Vielfalt innerhalb der Art zu verstehen, um beispielsweise zu beantworten, welche Bäume an welchen Standorten besonders gut gedeihen.
Darüber hinaus haben Christbaum-Züchter ein Interesse da-

ran, Bäume mit erwünschten Eigenschaften wie langer Halt-

barkeit der Nadeln auszuwählen. Mit einem Blick auf die Gene kann man die Eigenschaften bereits an Jungpflanzen erken-

nen und muss sie nicht erst einige Jahre wachsen lassen. Das geht deutlich schneller als mit aufwändigen Pflanzversuchen.

Ab dem 18. Jahrhundert war die Weißtanne der Christbaum schlechthin, bis sie von der besser haltbaren Nordmanntan--

ne aus der weihnächtlichen Stube verdrängt wurde. Wachsende Bedeutung bekommt die Art heute im Waldbau als Folge des Klimawandels, und zwar als Ersatz für die wirt-

schaftlich bedeutsamen Fichten und Buchen. Diese beiden Baumarten werden in einem wärmeren und trockeneren Klima voraussichtlich schlechter gedeihen als die Tanne. Bisher war die Weißtanne ihnen gegenüber im Nachteil, weil junge Triebe den Rehen außerordentlich gut schmecken. Da die Rehbe-

stände mangels natürlicher Feinde stark zunehmen, werden die Bäume oft durch Zäune oder Plastikhüllen geschützt.

Die teure und aufwändige Hege der Weißtanne lohnt sich eher, wenn Förster dank Erbgutanalysen die optimalen Bäume für den geplanten Standort auswählen können. Schon heute verfolgen viele Förster die Strategie, reine Bestände aus gleichaltrigen Fichten in Mischwälder aus Fichte, Tanne und Buche umzuwandeln. Somit ist die Entschlüsselung des Giga-Genoms der Weißtanne eine Investition für eine wichtige Waldbaumart der Zukunft und damit für eine nachhaltige Waldwirtschaft.
(Reinhard Lässig, WSL)

 

Originalpublikation:
Mosca E, Cruz F, Gómez Garrido J, Bianco L, Rellstab C, Bazin E, Brodbeck S, Csilléry K, Fady B, Fladung M, Fussi B, Gömöry D, González-Martínez SC, Grivet D, Gut M, Hansen OK, Heer K, Kaya Z, Krutovsky KV, Kersten B, Liepelt S, Opgenoorth L, Sperisen C, Ullrich KK, Vendramin GG, Westergren M, Ziegenhagen B, Alioto T, Gugerli F, Heinze B, Höhn M, Troggio M, Neale DB 2019. A reference genome sequence for the European silver fir (Abies alba Mill.): a community resource in support of climate change research. G3—Genes, Genomes, Genetics doi.org/10.1534/g3.119.400083

 

Weitere Informationen
Eidg. Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL

 


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