Ärzte Zeitung online, 02.09.2008

Bodenbakterien schiebt Pflanzen einige seiner Gene unter

BIELEFELD/KÖLN (eb). Forscher des Max-Planck-Instituts für Züchtungsforschung in Köln und der Universität Bielefeld haben nachgewiesen, dass in seltenen Fällen einige Gene aus dem Hauptgenom des Bodenbakteriums Agrobakterium in das Erbgut von Pflanzen übertragen werden. Dieser natürliche Prozess könnte im Rahmen der Evolution zum Austausch genetischen Materials zwischen Bakterien und Pflanzen beigetragen haben.

Agrobakterien sind eigentlich kleine Pflanzenparasiten, die die natürliche Fähigkeit haben, ihre T-DNA in das Genom von Pflanzen einzuschleusen. Damit gelangten sie vor etwa 30 Jahren zu Weltruhm. Mit ihrer Fähigkeit können sie Pflanzenzellen dazu zu bringen, spezielle Nährstoffe herzustellen, die nur Agrobakterien verwenden können.

Diesen Prozess sich haben Pflanzenforscher abgeschaut und nutzen ihn, um die Eigenschaften von Pflanzen zielgerichtet zu ändern. Unter anderem werden mit der eingeschleusten T-DNA einzelne Pflanzengene ausgeschaltet, um die Funktion des ausgeschalteten Pflanzengens zu untersuchen. Diese Experimente werden mit Modellpflanzen wie der Ackerschmalwand gemacht. An dieser einfachen Blütenpflanze können so grundlegende biologische Prozesse erforscht werden.

Forscher fanden Pflanzen, die Bakterienchromosomen enthalten

Die Forscher haben nun viele verschiedene Ackerschmalwand-Pflanzen untersucht, die die T-DNA in unterschiedlichen Pflanzengenen tragen. Sie haben dabei einzelne Pflanzen gefunden, die außer der T-DNA auch Teile der Agrobakterien-Chromosomen enthalten. Solche Pflanzen treten recht selten auf. Es wird geschätzt, dass etwa eine von 250 genetisch veränderten Ackerschmalwand-Pflanzen DNA aus Agrobakterien-Chromosomen enthält.

Diese Erkenntnisse deuten an, dass der natürliche Austausch von Genen zwischen Bakterien und Pflanzen häufiger ist als bisher angenommen. Da solche Prozesse für die Evolution und die Entwicklung von Arten eine große Bedeutung haben, soll der Austausch von Genen zwischen verschiedenen Arten nun weiter untersucht werden. In den einzelnen betroffenen Pflanzen wird man die Übertragungs-Ereignisse relativ einfach durch eine vollständige Genomsequenzierung, die heute mit modernen Methoden in wenigen Tagen möglich ist, nachweisen können.

Abstract der Studie "T-DNA-mediated transfer of Agrobacterium chromosomal DNA sequences into plants" (Nature Biotechnology online)

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