Thünen-Forschungspreis geht an Forstgenetiker

Ende September 2022 wurde in einer Feierstunde am Thünen-Institut in Braunschweig der Thünen-Forschungspreis 2021 für eine hervorragende wissenschaftsorientierte Leistung an Dr. Niels Müller, PD Dr. Birgit Kersten und PD Dr. Matthias Fladung, Arbeitsbereich Genomforschung, vergeben. Sie haben gemeinsam mit Co-Autoren in der Zeitschrift „Nature Plants“ eine bahnbrechende Arbeit über die genetischen und molekularen Grundlagen der Geschlechtsdeterminierung bei Pappeln veröffentlicht. Pappeln gehören zu den zweihäusigen (diözischen) Pflanzen, entwickeln also weibliche und männliche Geschlechtsmerkmale auf unterschiedlichen Individuen.

Die Arbeit basiert auf Forschungsarbeiten im Institut zur genetischen Kartierung des Geschlechtsmerkmals und der Entwicklung von molekularen Genmarkern zur frühen Identifizierung des Geschlechts von Zitterpappeln, die bereits vor über 20 Jahren initiiert wurden und von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Ministerium für Bildung und Forschung (BMBF) finanziell unterstützt wurden. Die nun in „Nature Plants“ veröffentlichten Ergebnisse zeigen, dass trotz der Diversität von Arten innerhalb der Gattung Populus die Geschlechtsdeterminierung prinzipiell auf demselben Mechanismus beruht, der Aktivität eines einzelnen Gens ARR17. Ist dieses Gen vorhanden und aktiv, entwickeln sich weibliche Blütenorgane (Fruchtblätter), fehlt das Gen oder ist es ausgeschaltet, werden männliche Blütenorgane (Staubblätter) ausgebildet. Experimentell haben die Autoren den Nachweis für die Beteiligung von ARR17 an der Geschlechtsdeterminierung mithilfe der Genschere CRISPR/Cas geführt.

Die erhaltenen Ergebnisse tragen entscheidend dazu bei, unser Verständnis über die Biologie der Pflanzen, hier insbesondere der Pappeln, und deren Evolutionsgeschichte zu erweitern. Darüber hinaus sind sie auch wertvoll für praktische Anwendungen, zum Beispiel die Züchtungsarbeit.

Originalpublikation: Müller, N.A., Kersten, B. et al. A single gene underlies the dynamic evolution of poplar sex determination.

Nat. Plants 6, 630–637 (2020). doi.org/10.1038/s41477-020-0672-9.

In allgemeinverständlicher Form ist die Arbeit im Thünen-Magazin „Wissenschaft erleben“ (2022/1) beschrieben: Pappelsex: Zwei Geschlechter, ein Gen.