Ein internationales Forscherteam hat erstmals eine fast vollständige Version des Apfelgenoms sequenziert. Mit Hilfe einer speziellen Form der Apfelsorte Golden Delicous gelang es ihnen, gut 80 Prozent des Erbguts dieser wirtschaftlich wichtigsten Obstart zu entschlüsseln. Die jetzt in „Nature Genetics“ veröffentlichten Ergebnisse legen auch einen langanhaltenden Streit über den wilden Vorfahren der Hausäpfel bei. DNA-Vergleiche zeigen, dass „Malus domesticus“ von dem in Zentralasien beheimateten Asiatischen Wildapfel abstammt.
Der Apfel ist heute die wichtigste Obstsorte der gemäßigten Breiten, mehr als 60 Millionen Tonnen davon werden jährlich weltweit geerntet, das entspricht rund 20 Pfund Äpfeln pro Kopf. Botanisch gehören Braeburn, Boskoop und Co. zur Familie der Rosaceen, und sind damit eng verwandt mit weiteren Obstarten wie Pfirsich, Pflaume, Kirsche oder Aprikose. Erste Hinweise auf Malus domesticus, den Kulturapfel, existierten schon vor rund 4.000 Jahren im Nahen Osten, unbekannt und umstritten war aber bis heute, aus welchem wilden Vorfahren die damaligen Obstbauern ihre Zuchtvariante schufen.
Start mit haploider Variante
Jetzt hat ein internationales Team von Wissenschaftlern aus Italien, Frankreich, Belgien, Neuseeland und den USA eine erste, noch unvollständige Sequenzierung des Apfelerbguts veröffentlicht, die auch zu dieser Frage neue Einblicke liefert. Eine Forschergruppe unter Leitung von Amit Dhingra von der Universität von Washington analysierte für die Studie zunächst eine spezielle Version der Apfelsorte Golden Delicious, der statt des vollen Chromosomensatzes nur die Hälfte der Chromosomen, diese aber dafür jeweils in zwei identischen Kopien besitzt. Bei normalen Formen besteht jedes Chromosomenpaar dagegen aus zwei unterschiedlichen Varianten.
742,3 Millionen Basenpaare
Auf Basis der DNA-Sequenz dieser doppelt haploiden Sorte identifizierten dann weitere Forscher insgesamt 81,3 Prozent des gesamten Erbguts des domestizierten Apfels. Insgesamt 742,3 Millionen Basenpaare ist das Genom lang. Zusätzlich wurden auch einzelne Geninseln des Apfelgenoms mit entsprechenden Sequenzen bei Birne, Pfirsich und Wein verglichen, um genetische Unterschiede, aber auch Verwandtschaften und Abstammungslinien zwischen diesen wichtigen Obstarten zu verfolgen.
Asiatischer Wildapfel ist doch alleinige Stammform
Die Genvergleiche enthüllten auch eine der umstrittensten Fragen in der Apfelforschung, die der wilden Stammform aller Kulturäpfel. Lange Zeit vermuteten Wissenschaftler, dass Malus domesticus vielleicht sogar zufällig, als Hybride zweier oder mehrerer Wildarten entstanden sein könnte. Doch die neue Studie identifizierte nun Malus sieversii, den Asiatischen Wildapfel, als alleinigen „Urvater“ aller Apfelsorten. Er kommt noch heute wild in den Gebirgen Zentralasiens, in einem Gebiet von Kasachstan bis nach China hinein vor.
Die Kenntnis der DNA-Sequenz des Kulturapfels hat jedoch auch handfeste wirtschaftliche Bedeutung. Denn sie erleichtert zukünftige Züchtungen von Äpfeln mit erwünschten Merkmalen wie beispielsweise Krankheitsresistenz oder besonders gutem Geschmack. „Vor der Sequenzierung konnten wir nur einzelne Merkmale mit Genen korrelieren“, erklärt Dhingra. „Jetzt können wir ein bestimmtes Gen heraussuchen und sagen: Dies ist das richtige, dieses ist für jenes Merkmal verantwortlich.“
(Washington State University, 31.08.2010 – NPO)
