Publikation in „nature“ - Aufklärung des Riesengenomes der Ackerbohne

Genetische Vielfalt von Ackerbohnensorten und der Einfluss auf die Bohnengröße

Mitarbeiter der HHU Düsseldorf (Institut für Biological Data Science) und des IBG-4 sind an einem Artikel in dem renommierten Fachjournal „nature“ über Genome von Ackerbohnen (Vicia faba) und den Einfluss von Genomregionen auf die Samengröße ihre Einfärbung beteiligt.

Bohnen und andere proteinreiche Nutzpflanzen können einen wichtigen Beitrag zu unserer Ernährung leisten, auch um eine verringerte Ernährung mit dem Proteinlieferanten Fleisch zu ergänzen. Bereits 2010 wurde das Genom der kommerziell intensiv genutzten Sojapflanzen sequenziert und steht einer Nutzung zur züchterischen Verbesserung zur Verfügung. Bisher haben Ackerbohnen keine besondere Beachtung gefunden, sie werden aber als Eiweißpflanzen für den regionalen Anbau nun immer bedeutender. Bohnen wachsen im Feld und sind dort verstärkt Umweltstressen ausgesetzt, die die Ernte gefährden könnten. Deshalb ist es wichtig, in angebauten Bohnensorten neben guter Ertragsleistung auch eine gute Toleranz gegen Umweltstresse zu haben.

Im Vergleich zu einigen anderen Pflanzen hat die Bohne mit 13 Gigabasen (GB) ein großes Genom. So hat die Modellpflanze der Pflanzenwissenschaftler, Arabidopsis thaliana, nur eine Genomgröße von 1,3 GB, Reis, Gerste und Mais liegen mit 5 GB etwas höher. Weizen hat aber ein größeres Genom als die Bohne (16 GB).

Die Sequenzierung und detaillierte Analyse des Genomes einer Ackerbohnensorte in dem Artikel mit dem Titel „The giant diploid faba genome unlocks variation in a global protein crop“ ist Grundlage für züchterische Verbesserung von Bohnensorten. So können Sorten mit verbessertem Ertrag und verbesserter Toleranz gegen Umweltstresse gezüchtet werden.

Die Kenntnis über das Genom der Ackerbohne ermöglichte den Autoren dann zum Beispiel eine Untersuchung der Bedeutung von Genomabschnitten auf die Samengrößen bei 197 Ackerbohnensorten. Dabei konnten fünfzehn Genomregionen identifiziert werden, die gemeinsam größtenteils die Größe von Ackerbohnensamen bestimmen.

Die Publikation ist unter diesem link einsehbar: https://www.nature.com/articles/s41586-023-05791-5