Changins, Switzerland
February 20, 2014
Der Weichweizen ist aus der spontanen und aufeinanderfolgenden Kreuzung dreier wilder Weizen-Arten hervorgegangen. Nachdem man Hartweizen mit einem Wildgras (Aegilops tauschii) gekreuzt hat, ist vermutlich genau das geschehen, was vor 10‘000 Jahren stattgefunden und zur Entstehung von primitivem Weichweizen geführt haben könnte. Durch diese Kreuzung erhält man nämlich ein Erbgut, das möglicherweise ursprüngliche Gene enthält, die im Verlauf der Evolution des Weizens «verloren gegangen» sind.
Das Genom des Weizens ist komplex. Es wurde im Verlauf der Evolution durch aufeinanderfolgende Vermischung dreier wilder Weizen-Arten gebildet. Die Bestäubung zwischen den Vorfahren des Einkorns und einem Wildgras lieferte die ersten primitiven Formen des Hartweizens. In der zweiten Phase soll ein weiteres Wildgras, eine Aegilops-Art (Aegilops tauschii) ihre Gene beigesteuert haben, was damals die ersten Weichweizen-Sorten lieferte. Es ist wahrscheinlich, dass auf jeder dieser Etappen lediglich ein Teil der genetischen Vielfalt der ursprünglichen Arten erhalten geblieben ist.
Das Rad der Evolution zurückdrehen
Diese genetische Vielfalt der heutigen Weichweizen zu vergrössern würde bedeuten, dass man Gene erforschen könnte, die für die Resistenz gegen Krankheiten zuständig sind, und dass man die Resistenz der wilden Arten nutzen könnte. Erneut Weizen zu erschaffen, der den primitiven Weizen-Arten ähnlich sind, ist möglich, indem man aktuelle Hartweizen wieder mit Aegilops kreuzt. Dieser Weizen wird als «synthetischer Weizen» bezeichnet. Man könnte ihn auch «neuen primitiven Weizen» nennen. Dieser Weizen hat Eigenschaften wie wilde Arten, die Pflanzen sind beispielsweise häufig lang, reifen spät und haben kräftige Spelzen.
Mehltau-Resistenzen gefunden
Durch die Zusammenarbeit zwischen Morten Lillemo, einem Forscher der norwegischen Universität der Biowissenschaften, und Agroscope-Fachleuten war es möglich, unter mehr als 400 dieser synthetischen Weizen-Sorten nicht nur die sehr widerstandsfähigen Linien zu identifizieren, sondern auch rund zwanzig Linien mit geringer und stabiler Empfindlichkeit gegen den Echten Mehltau. Dies weist auf das mögliche Vorhandensein einer unspezifischen, aber stabilen Resistenz hin. Die vielversprechendsten dieser Linien wurden mit modernen Weizen-Sorten aus dem Zuchtprogramm von Agroscope gekreuzt. Die Nachfahren dieser Kreuzungen werden daraufhin untersucht, ob andere Resistenzmerkmale, beispielsweise gegen Trockenstress, Hitzestress, Auswuchs und andere Krankheiten des Weizens vorhanden sind. Und es wird geschaut, dass sie die Qualität der modernen Weizen-Sorten angenommen haben.
Diese Rückkehr in die Vergangenheit des Weizens macht es möglich, erneut aus dem Schatz der Gene zu schöpfen, die im Verlauf der Evolution des Weizens «verloren gegangen» sind. Damit lässt sich Weizen züchten, der an die aktuellen Bedingungen angepasst ist.
A la recherche des gènes oubliés au cours de l’évolution du blé
Le blé tendre est issu de l’addition spontanée et successive des génomes de trois espèces sauvages. En additionnant à nouveau les génomes du blé dur avec celui d’une graminée sauvage (Aegilops tauschii), on reproduit un événement qui a probablement eu lieu il y a 10'000 ans. On peut ainsi recréer des blés tendres primitifs qui constituent des sources potentielles de gènes disparus au cours de l’évolution du blé.
Le génome du blé est complexe. Il s‘est constitué au cours de l'évolution par l'addition successive des génomes de trois espèces sauvages. La première addition entre des ancêtres de l'engrain et d'une graminée sauvage a donné les formes primitives du blé dur. La deuxième étape a ajouté le génome d'une autre graminée sauvage, un aegilops (Aegilops tauschii), ce qui a donné les premiers blés tendres. Il est probable qu'à chacune de ces étapes une partie seulement de la diversité des espèces ancestrales a été conservée.
Recréer des blés similaires aux blés primitifs
Afin d'élargir la diversité génétiques des blés tendres actuels, de rechercher des gènes de résistance aux maladies et de profiter de la rusticité des espèces sauvages, il est possible de recréer des blés qui ressemblent aux blés primitifs en réalisant à nouveau le croisement de blés durs actuels avec des aegilops. Ces blés dits «synthétiques» pourraient être aussi appelés «nouveaux blés primitifs». Ils présentent des caractères «sauvages»: les plantes sont souvent longues, tardives, avec de fortes glumes.
Résistances contre l'oïdium
Une collaboration entre les sélectionneurs d'Agroscope et Morten Lillemo, un chercheur de l'université norvégienne des sciences de la vie, a permis d'identifier parmi plus de 400 de ces «blés synthétiques» des lignées très résistantes et notamment une quinzaine de lignées pourvues d'une sensibilité faible et stable à l'oïdium. Il pourrait s'agir d'un type de résistance non spécifique, considéré comme plus durable. Parmi ces lignées, les plus prometteuses ont été croisées avec des blés modernes issus du programme de sélection d'Agroscope. Les descendants de ces croisements sont en observation afin d'étudier s'ils présentent d'autres caractères de résistance, par exemple au stress hydrique, au stress thermique, à la germination sur pied et aux autres maladies du blé, et s'ils se combinent harmonieusement avec les qualités des blés contemporains.
Ce retour vers le passé du blé permet de puiser à nouveau dans le trésor des gènes oubliés au cours de son évolution, pour pouvoir sélectionner des blés adaptés aux conditions actuelles.
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