Was sind Grundlagen moderner Pflanzenforschung?

Von den „inneren Werten“ zur äußeren Erscheinung

Das Wissen darum, dass die auf der DNA festgeschriebene Betriebsanleitung von zentraler Bedeutung für alle Abläufe in der Pflanze ist, machte sie zum Mittelpunkt der Forschung. So wurden neue Techniken entwickelt, die es ermöglichten die DNA zu isolieren und zu vervielfältigen und die Reihenfolge der Basen A, C, G, und T aufzudecken.

Das Genom der Modelpflanze Ackerschmalwand oder lateinisch Arabidopis thaliana konnte im Jahr 2000 vollständig sequenziert werden. Das Wort „Genom“ stammt aus den 70er Jahren und stellt eine Kombination der beiden Begriffe Gen und Chromosom dar und bezeichnet die Gesamtheit des Erbguts eines Lebewesens.

Als nächstes wurde der Reis, eine der weltweit wichtigsten Nahrungspflanzen, sequenziert. Für eine ganze Reihe weiterer Kulturpflanzen, wie Kartoffel oder Raps, liegen die DNA-Sequenzen ebenfalls vor.

Umweltreize und Entwicklungsstand beeinflussen Merkmalsausprägungen und Eigenschaften eines Lebewesens. Das wachsende Verständnis darüber, wie ein Gen aufgebaut ist, welches die funktionalen Einheiten sind und wie der Ablesevorgang und die Übersetzung (Transkription) in die „Aktivposten“, die Proteine, erfolgt bzw. gehemmt oder verhindert wird, ermöglicht neue Erkenntnisse darüber, wie Pflanzen auf Einflüsse reagieren.

So rückten nicht nur Basensequenzen und Funktionsbestimmungen von Genen in den Fokus der Forschung, sondern auch die Untersuchung der Ribonukleinsäuren (RNS, englisch RNA), die Bestimmung von Proteinen und die Messung von Stoffwechselprodukten (Metabolite).