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Die Weisstanne ist eine wichtige Baumart im Hinblick auf den Klimawandel. Um sie besser erforschen zu können, hat ein internationales Team unter Mitwirkung der Eidg. Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL nun das umfangreiche Erbgut einer Zürcher Weisstanne entschlüsselt.
«AA_WSL01» steht in blauer Farbe auf einer unscheinbaren Tanne im Ramerenwald von Birmensdorf ZH. Aus ihren Samen und Nadeln stammt die DNA für das erste entschlüsselte Weisstannen-Genom, also ihr vollständiges Erbgut. Unsere einheimische Tanne ist weltweit erst die sechste Nadelbaumart, von der die Genomsequenz bekannt ist – keine geringe Herausforderung, da Nadelbäume ein enorm grosses Erbgut mit vielen sich wiederholenden, ähnlichen DNA-Abschnitten besitzen. Das machte die Sequenzierung zu einem Kraftakt, der nur dank internationaler Zusammenarbeit möglich war. Insgesamt entzifferte das Forschungsteam 18 Milliarden Basenpaare – die einzelnen Bausteine der Erbsubstanz. Das sind sechsmal mehr als im menschlichen Genom vorkommen.
«Es ist wie ein riesiges Puzzle, das man ohne Vorlage zusammensetzt», erklärt Mit-Autor Felix Gugerli von der WSL, der mit seinem Team die Schweizer Seite des internationalen Konsortiums vertritt. «Wir haben jetzt ein umfassendes, wenn auch weiterhin unscharfes Bild des Weisstannen-Genoms.» So sind jene Teile des Erbguts gut beschrieben, die Gene beinhalten – also Erbinformation zur Herstellung von Eiweissen mit bestimmten Funktionen. Dazwischen liegen aber zu einem grossen Teil sich wiederholende, fast identische Abfolgen von Basenpaaren ohne genetische Information. Um aus diesen Puzzleteilen ein Gesamtbild zu arrangieren, kommt noch viel Arbeit auf die Forschenden zu.
Für jeden Standort die richtige Tanne
Der Aufwand lohnt sich, denn ein entschlüsseltes Genom hilft dabei, die genetische Vielfalt innerhalb der Art zu verstehen, um beispielsweise zu beantworten, welche Bäume an welchen Standorten besonders gut gedeihen. Darüber hinaus haben Christbaum-Züchter ein Interesse daran, Bäume mit erwünschten Eigenschaften wie langer Haltbarkeit der Nadeln auszuwählen. Mit einem Blick auf die Gene kann man die Eigenschaften bereits an Jungpflanzen erkennen und muss sie nicht erst einige Jahre wachsen lassen. Das geht deutlich schneller als mit aufwändigen Pflanzversuchen.
Ab dem 18. Jahrhundert war die Weisstanne der Christbaum schlechthin, bis sie von der besser haltbaren Nordmanntanne aus der weihnächtlichen Stube verdrängt wurde. Wachsende Bedeutung bekommt die Art heute im Waldbau als Folge des Klimawandels, und zwar als Ersatz für die wirtschaftlich bedeutsamen Fichten und Buchen. Sie werden in einem wärmeren und trockeneren Klima voraussichtlich schlechter gedeihen als die Tanne. Bisher war die Weisstanne ihnen gegenüber im Nachteil, weil junge Triebe den Rehen ausserordentlich gut schmecken. Da die Rehbestände mangels natürlicher Feinde stark zunehmen, werden die Bäume oft durch Zäune oder Plastikhüllen geschützt.
Die teure und aufwändige Hege der Weisstanne lohnt sich eher, wenn Förster dank Erbgutanalysen die optimalen Bäume für den geplanten Standort auswählen können. Schon heute verfolgen viele Förster die Strategie, reine Bestände aus gleichaltrigen Fichten in Mischwälder aus Fichte, Tanne und Buche umzuwandeln. Somit ist die Entschlüsselung des Giga-Genoms der Weisstanne eine Investition für eine wichtige Waldbaumart der Zukunft und damit für eine nachhaltige Waldwirtschaft.
Mosca E, Cruz F, Gómez Garrido J, Bianco L, Rellstab C, Bazin E, Brodbeck S, Csilléry K, Fady B, Fladung M, Fussi B, Gömöry D, González-Martínez SC, Grivet D, Gut M, Hansen OK, Heer K, Kaya Z, Krutovsky KV, Kersten B, Liepelt S, Opgenoorth L, Sperisen C, Ullrich KK, Vendramin GG, Westergren M, Ziegenhagen B, Alioto T, Gugerli F, Heinze B, Höhn M, Troggio M, Neale DB 2019. A reference genome sequence for the European silver fir (Abies alba Mill.): a community resource in support of climate change research. G3—Genes, Genomes, Genetics 10.1534/g3.119.400083.
Eine prächtige Weisstanne (Abies alba) in einem Bergwald im Emmental (Kanton Bern, Schweiz).
Markus Bolliger
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Das erstmals sequenzierte Genom stammt von einer Weisstanne in einem Wald in Birmensdorf (Kanton Zür ...
Christian Rellstab (Eidg. Forschungsanstalt WSL)
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Criteria of this press release:
Journalists, Scientists and scholars
Biology, Environment / ecology, Zoology / agricultural and forest sciences
transregional, national
Research results, Scientific Publications
German
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