Epigenetische Veränderungen führen neue Eigenschaften in Pflanzen herbei, ohne dass die Gensequenz verändert wird. Wie Forscher der Universität Zürich jetzt belegt haben, können epigenetische Variationen selektioniert und vererbt werden. Auf diese Weise ließen sich die Zuchtmöglichkeiten von Kulturpflanzen erweitern.

Wie die Hochschule dazu berichtete, simulierten die Pflanzenbiologen im Experiment schnelle Umweltveränderungen. Über fünf Generationen hätten sie Arabidopsis-Populationen danach selektiert, dass sie ihre Samen möglichst weit streuten. Nur Samen, die in einer gewissen Distanz zur Mutterpflanze gelandet seien, habe man für die nächste Generation verwendet.

Samen dreier unabhängiger Populationen mit großer Samenverbreitung wurden von den Forschern nach Angaben der Universität anschließend zusammen mit Samen der ursprünglichen, nicht selektierten Population aufwachsen gelassen, allerdings in einer Umgebung ohne Selektionsdruck. Nach zwei weiteren Generationen seien die Pflanzenpopulationen eingehend untersucht worden. „Wir konnten zeigen, dass bei den selektionierten Pflanzen zwei für die Samenverbreitung wichtige Merkmale anders waren im Vergleich zur ursprünglichen Population. Die Blütezeit setzte später ein und die Pflanzenarchitektur war verzweigter“, erklärte der Leiter der Abteilung „Plant Development Genetics“, Prof. Ueli Grossniklaus.

Auf Mutationen im Genom hätten sich die veränderten Eigenschaften nicht zurückführen lassen. Im Epigenom seien jedoch große Unterschiede festzustellen gewesen. Bei rund 50 000 DNA-Bausteinen habe sich die Methylierung verändert. Unterschiede zeigten sich dem Pflanzenbiologen zufolge auch in der Aktivität von Genen, die etwa den Blütezeitpunkt steuerten. Auch unter normalen Umweltbedingungen ohne Selektion seien die neuen Eigenschaften während mindestens zwei bis drei Generationen stabil vererbt worden. Wie die genetische sei auch die epigenetische Variation folglich selektierbar und trage zur Vielfalt an pflanzlichen Eigenschaften bei. Da die genetische Basis von Kulturpflanzen meist sehr limitiert sei, ließen sich mithilfe der Epigenetik die Möglichkeiten der Pflanzenzucht somit erweitern.