Vielfalt in den Genen

Regionale genetische Differenzierung ist artspezifisch

Während die Isotopenuntersuchung Auskunft über den Wuchsort des Saatgutes gibt, lässt sich über genetische Ähnlichkeit innerhalb der Art der geografische Raum ihrer Abstammung erkennen. Das Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH-UFZ in Halle hat in einem Modellversuch dazu Saatgut von 7 Pflanzenarten aus 8 Produktionsräumen (Karte unten) auf genetische Differenz zwischen den unterschiedlichen Regionen untersucht. Mit Hilfe von genetischen Markern (AFLP-Markern) sollte festgestellt werden, wie groß die genetischen Unterschiede zwischen den Individuen einer Art und zwischen den Produktionsräumen sind und ob verschiedene Arten übereinstimmende oder artspezifische Muster zeigen.

Ergebnis des Modellversuchs:
In allen Arten waren die Regionen genetisch voneinander differenziert, d.h. sie unterschieden sich voneinander in ihren genetischen Eigenschaften (Grafik unten). Wie zu erwarten war, unterschieden sich je nach Art die Stärke dieser Differenzierung. Ein Gras, wie der weitverbreitete und windbestäubte Glatthafer, zeigte die geringsten Unterschiede. Arten wie die weniger häufige und von Insekten bestäubte Kuckucks-Lichtnelke, wiesen dagegen starke Unterschiede zwischen allen Regionen auf. Weitere Untersuchungen zeigen, dass auch Wachstumsverhalten und Blühzeitpunkt sich regional unterscheiden.
Fazit: Herkünfte von gebietsheimischem Saatgut weisen häufig genetische Unterschiede auf, die oft ihrer räumlichen Nähe und klimatischen Ähnlichkeit entsprechen. Somit ist ein besserer Rekultivierungserfolg zu erwarten, wenn Arten innerhalb ihrer jeweiligen Herkunftsregion verwendet werden.

Grafische Darstellung des Modellversuchs:

Abbildungen oben: Ordinationsdiagramme der genetischen Ähnlichkeit unterschiedlicher regionaler Herkünfte von 4 untersuchten Pflanzenarten

Alle untersuchten Pflanzen aus einem Produktionsraum haben dasselbe Symbol in derselben Farbe. Die Abstände zwischen den Punkten entsprechen ihrer genetischen Distanz. Genetisch ähnliche Pflanzen liegen eng beieinander. Es ist gut zu erkennen, dass jede Art ein anderes Muster aufweist, wobei der Glatthafer die geringsten und die Acker-Witwenblume die stärksten Unterschiede zeigen. Oft ist auch zu erkennen, dass jede Herkunft eine Gruppe bildet und relativ stark von anderen Herkünften getrennt ist.

Quelle: Durka W, Michalski SG, Berenzen KW, Bossdorf O, Bucharova A, Hermann JM, Hölzel N, Kollmann J. (2016) Genetic differentiation among multiple common grassland plants supports seed transfer zones for ecological restoration. Journal of Applied Ecology.