Kürzlich haben Wissenschaftler das europäische Maisgenom entschlüsselt. Im Vergleich zu nordamerikanischen Maislinien entdeckten sie Unterschiede, die möglicherweise zum Heterosiseffekt beitragen. Mehrere Pflanzenzüchtungs- und Forschungseinrichtungen aus ganz Deutschland waren an der vom Helmholtz Zentrum München geleiteten Studie beteiligt. Der Erfolg ist für die Wissenschaft, die Züchtung und für die Praxis von höchster Bedeutung.

Wegen der historischen Vermischung unterscheiden sich heutige Maislinien nicht nur äußerlich, sondern auch im Erbgut. Im Jahr 2009 entschlüsselten Wissenschaftler das erste Maisgenom der nordamerikanischen Linie „B73“. Diese Referenzsequenz erfasst jedoch nur einen kleinen Teil des weltweiten Maisgenoms und lässt sich nur beschränkt als Vergleichspunkt für europäische Linien nutzen. Um die Maiszüchtung zu verbessern und an den Klimawandel anzupassen, ist Grundlagenforschung am Genom weiterer Maislinien somit notwendig.

Zur Entschlüsselung des europäischen Maisgenoms analysierten Wissenschaftler vier verschiedene europäische Maislinien mithilfe moderner Sequenzierungstechnologien und Ansätzen aus der Bioinformatik. Die Ergebnisse verglichen sie mit zwei Linien aus Nordamerika. Die Forscher fanden ausgeprägte Unterschiede in Gen-Gehalt und in der Genom-Struktur dieser Linien.

Auch sogenannte Knob-Regionen unterscheiden sich zwischen den Maislinien stark. Dies sind Bereiche in der Mais-DNA, welche sich auf benachbarte Gene auswirken. Dort, wo sie stärker ausgeprägt sind, werden umliegende Gene nicht abgelesen. Dadurch verlieren die Gene ihre Funktion.

„Wir gehen davon aus, dass die Unterschiede im Gen-Gehalt und in der Regulation einzelner Gene sowie der Einfluss der Knob-Regionen Ursachen für den Heterosiseffekt sein könnten“, sagt Prof. Klaus Mayer vom Helmholtz Zentrum München. Bestätigt sich diese Annahme, könnten Maiszüchter den Heterosiseffekt künftig noch gezielter anwenden, um ertragreichere, widerstandsfähigere und an den Klimawandel besser angepasste Sorten zu züchten.