Identifizierung von Wachstumsgenen bei Arabidopsis
Die verschiedenen Merkmale in natürlichen Pflanzenpopulationen können der Pflanzenzüchtung wertvolle Informationen zur genetischen Diversität liefern. Das Projekt NATURAL untersuchte die Wachstumsrate der Pflanzen in zwei Populationen der Gattung Arabidopsis. Das Forscherteam identifizierte auf dem Chromosom die Position des Wachstumsgens. Linien mit fast identischen Genen wurden entwickelt, um diese Sequenzen zu analysieren. Durch Bestimmung des Kohlenhydratgehalts der Blätter wurde untersucht, wie dieser Faktor mit der Wachstumsrate zusammenhängt. Es zeigte sich, dass das Wachstum durch die Akkumulation transitorischer Stärke beeinflusst wird. Untersucht wurde auch die Fotosyntheserate bei einer großen Anzahl von Ökotypen, d.h. bei genetisch einzigartigen, an einen bestimmten Standort angepassten Populationen. Die Fotosyntheserate erwies sich bei den einzelnen Ökotypen bis auf eine Ausnahme als konstant. In diesem besonderen Fall war eine Herbizidresistenz entwickelt worden, die höchstwahrscheinlich auf menschliche Eingriffe zurückzuführen war. Die Forscher untersuchten die natürliche Variation bei Arabidopsis, um genetische Ursachen für die Akkumulation von Mikronährstoffen in Form von Mineralien aufzudecken. Es wurden auch Faktoren untersucht, die die Aufnahme von Nährstoffen behindern, darunter Phytat, was in vielen Pflanzengeweben die Hauptspeicherform von Phosphor darstellt. Dabei wurde die Position von Genen identifiziert, die die Akkumulation von Phytat und Phosphat, Eisen, Zink und anderen Mineralien bewirken. Die Loci der Gene zur Steuerung der Phytatakkumulation unterschieden sich von denen für die Akkumulation von Eisen und Zink. Auf dieser Grundlage könnte man Arabidopsis mit einem erhöhten Mineralstoffgehalt züchten, ohne dabei die Akkumulation von Phytat zu beeinträchtigen. Forscher beobachteten auch, dass Stress durch Kälte oder Salzgehalt das Wachstum der Pflanzen erheblich reduziert. Es stellte sich heraus, dass ein geringeres Wachstum nicht auf einen veränderten Kohlenhydrathaushalt zurückzuführen ist.
