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Weißtanne (Abies alba) in einem Bergwald im Emmental

Genom der Weißtanne entschlüsselt

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.

Die erstmals sequenzierte Tanne steht in einem Wald in Birmensdorf ZH und ist eher ein unscheinbarer Vertreter ihrer Art.
Die erstmals sequenzierte Tanne steht in einem Wald in Birmensdorf ZH und ist eher ein unscheinbarer Vertreter ihrer Art. Foto: Christian Rellstab/WSL

„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“, erklärte 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 weihnachtlichen 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. Letztere werden in einem wärmeren und trockeneren Klima voraussichtlich schlechter gedeihen als die Tanne. Bisher war die Weißtanne ihnen gegenüber im Nachteil, weil die jungen Triebe dieser Baumart gern vom Rehwild verbissen werden. Da die Rehbestände mangels natürlicher Feinde stark zunehmen, werden die Bäume oft durch Zäune oder Wuchshüllen 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 heimische Waldbaumart der Zukunft und damit für eine nachhaltige Waldwirtschaft.

Quelle: WSL

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