MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Die Entschlüsselung der genetischen Geheimnisse von Amaranth-Unkräutern könnte einen bedeutenden Fortschritt im Kampf gegen herbizidresistente Pflanzen darstellen. Forscher der Universität von Illinois Urbana-Champaign haben in Zusammenarbeit mit anderen Institutionen vollständige Chromosomen-Genomsequenzen für Palmer-Amaranth und zwei weitere Amaranthus-Arten veröffentlicht. Diese Entdeckung könnte neue Wege zur Bekämpfung dieser widerstandsfähigen Unkräuter eröffnen.
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Die Landwirtschaft steht vor einer großen Herausforderung: Unkräuter wie Palmer-Amaranth erschweren den Anbau und verringern die Rentabilität, da herkömmliche Herbizide zunehmend an Wirksamkeit verlieren. Um effektive Lösungen zu finden, müssen Wissenschaftler zunächst die biologischen Grundlagen dieser Pflanzen verstehen. Eine neue Studie der Universität von Illinois Urbana-Champaign und anderer Institutionen hat nun vollständige Chromosomen-Genomsequenzen für Palmer-Amaranth und zwei weitere Amaranthus-Arten, nämlich Glatt- und Roter Amaranth, veröffentlicht. Diese Fortschritte bieten einen tiefen Einblick in die Biologie dieser Unkräuter, insbesondere in ihre Fähigkeit, gängige Herbizide zu entgiften.
Professor Pat Tranel, Mitautor der Studie und Professor an der Fakultät für Pflanzenwissenschaften der Universität Illinois, betont die Bedeutung dieser Referenzgenome. Sie beschleunigen die Erforschung von Unkräutern mit multipler Herbizidresistenz und bringen uns näher an neuartige Kontrollstrategien. Die Studie untersucht wichtige Genfamilien, wie die Cytochrom-P450s, die eine Rolle bei der nicht-zielgerichteten Resistenz spielen, indem sie Herbizide entgiften, bevor diese Schaden anrichten können.
Besondere Aufmerksamkeit wurde dem Palmer-Amaranth gewidmet, der als besonders problematisch gilt. Die Forscher charakterisierten das Glyphosat-Resistenzgen von Palmer, das in einem großen, kreisförmigen DNA-Segment vorkommt, das außerhalb eines Chromosoms existiert. Diese Struktur wurde bereits zuvor mit Glyphosat-Resistenz in Verbindung gebracht, aber die Studie liefert neue Erkenntnisse über ihren Ursprung.
Ein weiterer Schwerpunkt der Forschung lag auf den Genen, die mit der Geschlechtsbestimmung bei Palmer in Verbindung stehen. Tranel und sein Team arbeiten daran, modifizierte männliche Pflanzen zu entwickeln, die ein Gen-Drive enthalten, das die Männlichkeit kodiert und an alle zukünftigen Generationen weitergegeben wird. Ziel ist es, dass alle Pflanzen einer Population männlich werden, die Fortpflanzung aufhört und die Populationen zusammenbrechen.
Die Studie ist auch die erste Veröffentlichung der International Weed Genomics Consortium, einer Organisation, die Referenzgenome von Unkrautarten erstellt, um die Forschung zu erleichtern. Diese Ressourcen stehen frei zur Verfügung und beschleunigen die Entdeckung neuer Erkenntnisse über wichtige Unkräuter.
Mit diesen neuen Ressourcen können Forscher ihre Ideen sofort umsetzen, ohne auf langwierige Förderzyklen angewiesen zu sein. Tranel und sein Team haben kürzlich das Referenzgenom eines anderen problematischen Amaranths, des Wasserhanfs, genutzt, um Regionen zu identifizieren, die mit der Resistenz gegen die Herbizide 2,4D und Dicamba in Verbindung stehen.
Die Entschlüsselung dieser genetischen Geheimnisse könnte den Weg für neue, effektive Strategien zur Bekämpfung von herbizidresistenten Unkräutern ebnen und den Landwirten helfen, ihre Erträge zu sichern.
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