Dümmen Orange: Niederländisches Konsortium entschlüsselt erstes Tulpen-Genom

Ein Konsortium aus drei führenden niederländischen Organisation, BaseClear, Generade und Dümmen Orange, arbeitet seit Mai 2017 gemeinsam daran, die Züchtung und Produktion von Tulpen zu beschleunigen und nachhaltiger zu gestalten.

Niederländisches Konsortium entschlüsselt erstes Tulpen-Genom. Bild: Dümmen Orange.

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Ein Konsortium aus drei führenden niederländischen Organisation, BaseClear, Generade und Dümmen Orange, arbeitet seit Mai 2017 gemeinsam daran, die Züchtung und Produktion von Tulpen zu beschleunigen und nachhaltiger zu gestalten. Heute wurden erste Ergebnisse veröffentlicht: Mit Hilfe neuester Technologien ist es möglich, die Abfolge der DNA-Basen („Sequence“) des Tulpengenoms zu ermitteln. Damit wurde eines der größten Genome überhaupt sequenziert. Eine Weltpremiere deren Ursprung im niederländischen Leiden liegt. Fußläufig zum Hortus Botanicus pflanzte Carolus Clusius gegen Ende des 16. Jahrhunderts die ersten Tulpenzwiebeln, die man als Ausgangsbasis für ein Produkt bezeichnen kann, das zu einer Ikone der Niederlande geworden ist. Die Ergebnisse werden veröffentlich, sobald das die nun gewonnenen Erkenntnisse in vollem Umfang genutzt werden können.

Das Tulpengenom enthält große Teile identischer DNA-Sequenzen, die extrem häufig vorkommen. Indem diese Teile intakt isoliert werden und unter Verwendung der DNA-Sequenzierungstechnologie ausgelesen werden, so dass die Enden eine DNA-Sequenz mit einzigartiger Basenfolge aufweisen, ist es möglich, das gesamte Genom mit leistungsstarken Bioinformatik-Werkzeugen abzubilden.

Das hat das Konsortium in den letzten Monaten unter Verwendung der Sequenzierungstechnologie von Oxford Nanopore Technologies und des von Generade und Future Genomics Technologies entwickelten Algorythmus „TULIP“ (The Uncorrected Long-Read Integration Process) zeigen können. Einzigartig ist daran auch, dass das Genom der häufig vorkommenden Kulturtulpe Tulipa gesneriana das allergrößte jemals sequenzierte Genom aufweist. Sein Umfang wird auf etwa 34 Gigabasenpaare geschätzt, und ist damit fast 11 mal größer als das des Menschen. In den kommenden Monaten wird die DNA der Tulpensorte Orange Sherpa noch mehrfach sequenziert werden, um eine bessere Auflösung zu erzielen, und es werden die Milliarden von DNA-Puzzleteilchen mit Hilfe von TULIP miteinander verbunden.

Durch das Tulpengenom wird deutlich, wie die DNA die Eigenschaften einer Tulpe bestimmt. DNA-Muster, die mit den gewünschten Eigenschaften verknüpft sind, werden später bei der weiteren Züchtung verwendet, um diese Eigenschaften in neuen, verbesserten Sorten zu kombinieren. Mit diesem Wissen ist eine schnellere und gezieltere Entwicklung neuer Tulpensorten möglich, die gegen häufig auftretende Krankheiten resistent sind. So kann auch der Einsatz von Pflanzenschutzmitteln reduziert werden.

Hans van den Heuvel, Geschäftsführer Forschung & Entwicklung Dümmen Orange: „Das Tulpengenom lässt das des Menschen klein erscheinen: Das gesamte menschliche Genom passt nämlich in ein einziges Tulpenchromosom. Mit der Technologie der Jahrhundertwende würde diese Arbeit mehr als 100 Jahre in Anspruch nehmen, eine unmögliche Aufgabe. Aber jetzt ist es eine Frage von Tagen geworden. Die Datenanalyse ist in vollem Gange und zweifellos wird sie Informationen liefern, die die Tulpenzüchtung verändert. Schneller, vorhersagbarer, aber vor allem ‚grüner‘, weil wir uns auf Sorten konzentrieren, die nachhaltig angebaut werden können.“

Helma Captain, Geschäftsführerin Generade: „Dieses Genom wird der Öffentlichkeit frei zugänglich gemacht werden. Damit ist ein wichtiger erster Schritt für die Innovation der Tulpenindustrie gemacht, einem Sektor, der vor gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Herausforderungen steht. Darüber hinaus eröffnet er den Niederlanden, wo die Tulpe eine große kulturelle und ikonenhafte Wertschätzung erfährt, die Möglichkeit zu zeigen, wie durch eine öffentlich-private Zusammenarbeit eine nachhaltige und innovative Entwicklung realisiert werden kann und zwar in einem traditionellen landwirtschaftlichen Bereich."

BaseClear ist das größte unabhängige Labor für DNA-Analysen in den Niederlanden. Bas Reichert, CEO von BaseClear, erläutert sein Engagement für dieses Projekt: „Dieses Projekt zeigt den Einfluss und die Anwendungsmöglichkeiten der neuesten DNA-Technologien für die Zierpflanzenbranche. Es beweist, dass diese Technologie jetzt bezahlbar und tauglich ist. Der Einsatz der DNA-Technologie wird die Entwicklung im Zierpflanzenbau weiter beschleunigen und nachhaltiger gestalten. Wir sind stolz darauf, dass wir auf diese Art und Weise, gemeinsam mit unseren Partnern in diesem Projekt, zu einer grüneren Welt beitragen können.“ (Dümmen Orange)

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