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Nutzung der genetischen Diversität

Die heutigen Tomatenpflanzen mit ihren großen roten Früchten sind das Produkt langjähriger intensiver Zuchtarbeit. Ursprünglich stammt die Tomate aus Südamerika und wurde von den Spaniern nach Europa gebracht. Hier wurde über Generationen hinweg der leicht bittere Geschmack der Früchte ausgemerzt und die Tomate eroberte sich einen wichtigen Platz in unserem Speiseplan.

Poster "Introgressionslinien"

Bei der Sortenzüchtung durch Kreuzung und Auslese sind mit der Zeit viele wichtige Eigenschaften der Wildtomatenpflanze aus dem Genpool der Kultursorten eliminiert worden. So kommt es, dass unsere heutigen Tomatenpflanzen extrem pflegebedürftig sind. Sie müssen ausreichend mit Wasser und Nährstoffen versorgt werden, denn mit Trockenheit oder Nährstoffmangel kommen sie gar nicht gut zurecht. Außerdem sind viele Sorten anfällig gegenüber Pilzkrankheiten wie Mehltau oder Virusinfektionen.

Wildtomatenpflanzen haben ein viel größeres genetisches Reservoir. Sie sind sehr gut an ihre trockenen Standorte angepasst und kommen auch mit hohen Salzgehalten zurecht. Außerdem hat man einige Arten identifizieren können, die Resistenzen gegenüber Pilzkrankheiten aufweisen. Bisher weiß man jedoch nicht, welche Gene für die unterschiedlichen Eigenschaften der Tomaten verantwortlich sind.

 

Introgressionslinien

Bei der Erzeugung von Introgressionslinien werden einzelne Gene aus einer Art in eine verwandte Art überführt (lat. Introgression = Einkreuzung). Ausgangsmaterial für Introgressionslinien sind je eine Wild- und eine Kulturpflanzenart, die miteinander gekreuzt werden.

Kreuzung einer Kultur- mit einer Wildtomate

 

Die daraus resultierende Tochtergeneration hat ein Genom, das zu jeweils 50 Prozent aus Wild- und Kulturtomatenchromosomen besteht.

Erste Tochtergeneration nach Kreuzung

Während der Keimzellbildung der F1-Pflanzen kann es vorkommen, dass die Chromosomen Teilstücke untereinander austauschen (Crossing over). Dabei entstehen Chromosomen, die teilweise aus Kulturtomatengenen und teilweise aus Wildtomatengenen bestehen.

Crossing over = Austausch von Teilstücken der Chromosomen

Die Pflanzen der F1-Generation werden jetzt mehrmals mit der Kulturtomatenpflanze gekreuzt. Dieser Vorgang heißt Rückkreuzung und dient dazu, den Anteil des Wildpflanzen-Genoms auf kurze Bereiche zu minimieren. Die dabei entstehenden Linien werden Introgressionslinien genannt und können teilweise neue, mitunter bessere, Eigenschaften aufweisen als die ursprüngliche Kulturpflanze.

Durch Sequenzanalyse kann man herausfinden, welche Abschnitte der DNA aus dem Genom der Wildpflanze stammen. Mit dieser Methode finden Forscher heraus, in welchen Bereichen der DNA bestimmte Eigenschaften verschlüsselt werden.