Horizontaler Gentransfer zwischen höheren Pflanzenarten: Kein seltenes Phänomen

Gatersleben. Ein tschechisch-deutsches Forscherteam um Dr. Václav Mahelka vom Botanischen Institut der tschechischen Akademie der Wissenschaften und iDiv-Mitglied Dr. Frank Blattner vom Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) veröffentlicht in der Fachzeitschrift PNAS Forschungsergebnisse, die zeigen, dass die Übertragung von Genen über Artgrenzen hinweg in der Natur sehr häufig passieren kann. Es ist bekannt, dass Gene zwischen Bakterienarten wandern. Ebenso ist bekannt, dass Pathogene oder Parasiten ihre Gene in pflanzliche DNA einschleusen können. Bisher wurde jedoch angenommen, dass der Austausch von Genen der DNA (Desoxyribonukleinsäure) aus dem Zellkern höherer, miteinander nicht kreuzbarer Pflanzenarten nur in extremen Ausnahmefällen, mit der Wahrscheinlichkeit eines Lottogewinns, stattfindet. Diese Annahme wird nun in Frage gestellt. In der online verfügbaren (Early Edition) Studie der renommierten Fachzeitschrift Proceedingsof the National Academy of Sciences (PNAS) zeigen die  Autoren, dass solche Ereignisse gar nicht so selten sind, wie gedacht. Vielmehr weisen die Forschungsergebnisse darauf hin, dass der horizontale Gentransfer auch zwischen höheren Pflanzen ein gewöhnliches biologisches Phänomen darstellt.  „Im Rahmen unserer Studie untersuchten wir das genetische Material von 25 Pflanzenarten v.a. der Gattung Hordeum (Gerste) und konnten dabei Genmaterial aus 5 verschiedenen Arten der Panicoideae, einer Unterfamilie der Süßgräser, die auch wichtige Kulturarten, wie z.B. Mais, Zuckerrohr und Hirse umfasst, nachweisen,“ erläutert der Erstautor der Studie Václav Mahelka vom Botanischen Institut im tschechischen Prúhonice. „Unsere Untersuchungen zeigten, dass der jeweilige Gentransfer vor ca. 1 bis 5 Millionen Jahren stattgefunden haben muss.“ Sein Kollege Frank Blattner vom IPK in Gatersleben ergänzt: „Das hat uns überrascht, denn die Stammesgeschichte der betroffenen Gräserarten verläuft seit ca. 60 Millionen Jahren unabhängig voneinander. Wir gehen aber nun davon aus, dass die bisherige Annahme, dass horizontaler Transfer von Kern-DNA zwischen höheren Pflanzenarten nur extrem selten stattfindet, bisher nicht die tatsächlichen Verhältnisse in der Natur abbildete, sondern v.a. die limitierten technischen Möglichkeiten wissenschaftlicher Untersuchungsmethoden.“ Original-Veröffentlichung: Mahelka, V., Krak, K., Kopecký, D., Fehrer, J., Šafár, J., Bartoš, Hobza, R., Blavet N., and Blattner, F. (2017): Multiple horizontal transfers of nuclear ribosomal genes between phylogenetically distinct grass lineages, PNAS Early Edition, www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1613375114