Pflanzen vererben epigenetische Veränderungen

Zürich – Mit epigenetischen Veränderungen können sich Pflanzen auch ohne Änderungen des Genoms an veränderte Umweltbedingungen anpassen. Forscher der UZH haben nachgewiesen, dass diese Variationen selektiert und vererbt werden können. Das könnte für die Pflanzenzucht nützlich sein.

Die Eigenschaften von Zellen und Organismen werden nur zum Teil über die Vererbung von Gensequenzen an die Nachfolgegenerationen weitergegeben, informiert die Universität Zürich (UZH) in einer Mitteilung. Die Aktivität von Genen wird auch von chemischen Modifikationen des Erbmaterials gesteuert, bei der die DNA-Sequenzen selbst unverändert bleiben, heisst es dort weiter. Bei Menschen und Säugetieren ist die Rolle derartiger epigenetischer Veränderungen bei der Vererbung von Eigenschaften umstritten. Bei Pflanzen wurden dagegen bereits zahlreiche Beispiele beobachtet.

Wissenschaftlern der Universität Zürich ist nun auch der Nachweis gelungen, dass solche natürlich vorkommenden epigenetischen Veränderungen auch selektioniert werden können. Dafür haben die Forscher um Ueli Grossniklaus vom Institut für Pflanzen- und Mikrobiologie der UZH Populationen der Ackerschmalwand über fünf Generationen selektioniert. Nur die von den Pflanzen in einer gewissen Distanz gestreuten Samen wurde für die nächste Aussaht verwendet. Im Anschluss wurden die Nachkommen selektierten Populationen zusammen mit nicht selektierten Ackerschmalwand-Populationen über zwei weitere Jahre ohne Selektionsdruck weiter kultiviert.

„Wir konnten zeigen, dass bei den selektionierten Pflanzen zwei für die Samenverbreitung wichtige Merkmale anders waren im Vergleich zur ursprünglichen Population“, erläutert Grossniklaus in der Mitteilung. „Die Blütezeit setzte später ein und die Pflanzenarchitektur war verzweigter.“ Die nicht auf der Mutation des Genoms, sondern auf epigenetische Veränderungen fussende Anpassung blieb dabei über zwei bis drei Generationen auch ohne Selektion stabil. Den Forschern zufolge können epigenetische Veränderungen daher die Möglichkeiten bei der Zucht von Kulturpflanzen erweitern. hs