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Mit DNA-Analysen zur nachhaltigen Tulpenproduktion

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Seit Mai dieses Jahres arbeiten die Organisationen Base Clear, Generade und Dümmen Orange zusammen, um das Tulpengenom zu entschlüsseln und so zu einer schnelleren und nachhaltigeren Züchtung und Produktion von Tulpen beizutragen. Jetzt kann das Konsortium erste Ergebnisse vorweisen.

Mit den Ergebnissen des niederländischen Konsortiums zur Untersuchung des Tulpengenoms kann die Züchtung und Produktion von Tulpen effektiver und nachhaltiger gestaltet werden. Foto: Pixabay

Erste Forschungsergebnisse

Im Rahmen der Forschungsarbeit des niederländischen Konsortiums kann mithilfe neuester Technologien die Abfolge der DNA-basen („Sequence“) des Tulpengenoms erstmals ermittelt werden. Weitere Ergebnisse werden veröffentlich, sobald die gewonnenen Erkenntnisse in vollem Umfang genutzt werden können. Das Tulpengenom enthält große Teile identischer DNA-Sequenzen, die extrem häufig vorkommen. Anhand der Isolierung dieser DNA-Sequenzen und unter Verwendung der Sequenzierungstechnologie kann das Genom ausgelesen werden, dass die Enden eine DNA-Sequenz in einer einzigartigen Basenfolge aufweisen, die sich mit Bioinformatik-Werkzeugen abbilden lässt. 

Dieser Vorgehensweise ist das niederländische Konsortium in den vergangenen Monaten unter Verwendung der Sequenzierungstechnologie von Oxford Nanopore Technologies und des von Generade und Future Genomics Technologies entwickelten Algorithmus „TULIP“ (The Uncorrected Long-Read Integration Process) nachgegangen. 

Entwicklung in der Tulpenindustrie

Die Tulpe gilt als Markenzeichnen der Niederlande und wurde erstmals gegen Ende des 16. Jahrhunderts von Botaniker Carolus Clusius in unmittelbarer Nähe des Hortus Botanicus, dem Botanischen Garten in Amsterdam gepflanzt. 

„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“, erklärt Helma Kaptein, Geschäftsführerin von Generade. 

Größtes jemals sequenziertes Genom

Die Besonderheit: Die Kulturtulpe Tulipa gesneriana weist das größte, jemals sequenzierte Genom auf. Sein Umfang beläuft sich dabei auf etwa 34 Gigabasenpaare geschätzt und ist damit elf Mal größer als das des Menschen.

Hans van den Heuvel, Geschäftsführer Research & Development 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.“

Eine schnelle und nachhaltige Produktion

In den kommenden Monaten folgt eine Sequenzierung der Tulpensorte Orange Sherpa sowie die Verknüpfung von DNA-Puzzleteilen mit Hilfe des Algorithmus TULIP. Das Tulpengenom verdeutlicht dabei den starken Einfluss der DNA auf die Eigenschaften einer Tulpe. DNA-Muster, welche mit den gewünschten Eigenschaften verknüpft sind, können so bei der Züchtung verwendet werden und kombinieren diese in neuen, verbesserten Sorten. 

So ist eine schnelle und gezielte Entwicklung neuer Tulpensorten möglich, die besonders resistent gegen Krankheiten sind und damit zu einer Reduzierung des Einsatzes von Pflanzenschutzmitteln beitragen.