Die Modellpflanze der Genetiker ist kein Urtyp – Preis für Chromosomenforscher

Martin Lysak untersucht die Knospen einer Heliophila während seiner Feldarbeit in Südafrika. Dort vervollständigte er eine Kollektion um Blüten und Samen der endemischen Kreuzblütler für seine Vergleiche der Karyotypen. Foto und Copyright: T. Mandakova.

Für das Aufdecken der Entwicklung ganzer Chromosomenbestände in Kreuzblütlern mittels vergleichenden Chromosomen-Paintings erhält Dr. Martin Lysak den Horst-Wiehe-Förderpreis der Deutschen Botanischen Gesellschaft (DBG). In der Arbeitsgruppe von Professor Ingo Schubert am Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung in Gatersleben gelang Lysak erstmals das spezifische  Färben ganzer Chromosomen und Karyotypen (Chromosomenbestände) in Pflanzen und damit auch die Rekonstruktion der Evolution innerhalb der Kreuzblütler (Brassicaceae).

Durch einen Trick schaffte es Lysak gemeinsam mit Kollegen, diese schon früher bei Menschen und Säugetieren angewandte Technik an Pflanzen anzupassen. Denn in Pflanzen wiederholen sich viele DNA-Abschnitte, was das Anfärben einzelner Regionen erschwert. Er erkannte, welche Bereiche der Chromosomen sich spezifisch färben ließen und veränderte die Methode dementsprechend.

Entwicklung und Evolution der Kreuzblütler

Mit der verfeinerten Technik rekonstruierte der aus Tschechien stammende Chromosomenforscher anschließend erfolgreich die Entwicklung und Evolution der Familie der Kreuzblütler. Zu dieser Gruppe zählen sowohl Kulturpflanzen wie Brokkoli, Blumenkohl oder Raps als auch die Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana), für die Lysak die Methode entwickelt hatte. Die praktischen Eigenschaften der Ackerschmalwand wurden bereits vor mehr als 60 Jahren erkannt, weshalb sie sich rasch als Modell-Organismus der Pflanzengenetik etablierte.

Arabidopsis ist abgeleitete Form

„Wie ich mit dieser Methode zeigen konnte, ist der Chromosomenbestand der Ackerschmalwand eine abgeleitete Form. Sie enthält nur fünf Chromosomen-Paare. Das schließen wir aus dem von mir und meinen Kollegen rekonstruierten Urtyp mit acht Paaren“ erklärt der Genetiker Lysak. Der Nachweis gelang ihm durch den Vergleich des Genoms der Ackerschmalwand mit anderen Kreuzblütlern, die acht, sieben oder sechs Chromosomen-Paare besitzen.

Entwicklung vielfach vorliegender Chromosomenbestände

„Die Forschungsergebnisse leisten einen entscheidenden Beitrag um zu erklären, wie sich die oft in vielfacher Ausführung vorliegenden Chromosomenbestände in Pflanzen entwickelten“, begründet Professor Dr. Ulf-Ingo Flügge, der Präsident der DBG, die Wahl des Preisträgers. Damit werde deutlich, welche Stellung die unter Genetikern beliebte Ackerschmalwand innehabe. Mit der Methode lässt sich nun auch die Bildung und Evolution neuer Pflanzenarten untersuchen.

Flügge verlieh den mit 1.500,-  Euro dotierten Preis am 7. September während der Eröffnungsveranstaltung der Botanikertagung in Leipzig an Lysak. Der Chromosomenforscher weilt derzeit als Humboldt-Stipendiat in Gatersleben und arbeitet weiterhin im tschechischen Brünn, dem Ort, an dem Gregor Mendel als erster die Regeln der genetischen Vererbung entdeckte.

Die Originalpublikation erschien 2006: Lysak et al.: Mechanisms of chromosome number reduction in Arabidopsis thaliana and related Brassicaceae species (Proc. Natl. Acad. Sci. USA 103: 5224-5229)

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Martin Lysak untersucht die Knospen einer Heliophila während seiner Feldarbeit in Südafrika. Dort vervollständigte er eine Kollektion um Blüten und Samen der endemischen Kreuzblütler für seine Vergleiche der Karyotypen. Foto und Copyright: T. Mandakova.
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Ansprech-partner für die Medien

Prof. Dr. Ulf-Ingo Flügge
Präsident der Deutschen Botanischen Gesellschaft (DBG) e.V.
Botanisches Institut, Lehrstuhl II,
Universität zu Köln
Tel: 0221-4702484
E-Mail: ui.fluegge@uni-koeln.de

Mgr. Martin A. Lysak, Ph.D.
momentan:
Leibniz-Institut für Pflanzengenetik
und Kulturpflanzenforschung (IPK), Gatersleben
Tel:+49 (0)39482 5404
permanent:
Dept. of Functional Genomics and Proteomics, Faculty of Science, Masaryk University , Brno , Tschechische Republik
Tel: +420 5 4949 4154
E-Mail: lysak@sci.muni.cz
Web: sci.muni.cz/FGP/ 

Weitere Informationen

Die Deutsche Botanische Gesellschaft e.V. verleiht den Horst-Wiehe-Preis alle zwei Jahre für eine herausragende wissenschaftliche Arbeit. Das Preisgeld stammt aus einer Stiftung von Horst Wiehe, der die Gesellschaft um die Auswahl der Preisträger bat. Die DBG fördert die Pflanzenwissenschaften auf nationaler und internationaler Ebene und vernetzt Forscherinnen und Forscher. Der Preis ist eines der vielen Instrumente, mit denen die Gesellschaft den wissenschaftlichen Nachwuchs fördert.

Pressetext

Dr. Esther Schwarz-Weig, Redaktionsbüro WissensWorte, für die Deutsche Botanische Gesellschaft