Gene von uralten Hornmoosen entschlüsselt

Hornmoos

Die unscheinbaren Hornmoose gehören zu den ältesten Landpflanzen der Welt. Wissenschaftler haben nun die Genome von drei Arten sequenziert, darunter das unter anderem in Mittel- und Südeuropa verbreitete Acker-Hornmoos (Anthoceros agrestis).

Michael Lüth

Sequenzierung
Hornmoose gehören zu den ältesten Pflanzen der Welt. Erstmals wurden die Genome von drei Arten sequenziert – mit vielversprechenden Ergebnissen.

Vor etwa 500 Millionen Jahren – als die Kontinente in einer einzigen Landmasse verbunden waren und das meiste Leben unter Wasser existierte – waren Hornmoose (Anthoceros) eine der ersten Pflanzengruppen, die das Land besiedelten. Ein internationales Team, das von Forschenden der Universität Zürich und des Boyce Thompson Institute der Cornell University im US-Bundesstaat New York geleitet wurde, hat nun erstmals das Genom von drei Hornmoosarten sequenziert.

Sechs Jahre haben die Forscher dafür gebraucht – und die Ergebnisse sind vielversprechend. Denn Hormoose haben einige unter den Landpflanzen einzigartige Eigenschaften. Eine davon betrifft die Chloroplasten. In den Chloroplasten findet bei alllen Pflanzen die Photosynthese statt, bei der aus Wasser und Kohlendioxid mit Hilfe von Licht Sauerstoff und Zucker hergestellt wird. Hornmoose haben nun die Fähigkeit, Kohlendioxid in den Chloroplasten zu konzentrieren. Dadurch können sie mehr Zucker herstellen und schneller wachsen.

Die Foschenden aus Zürich und den USA haben bereits ein Gen entdeckt, dass dafür verantwortlich sein könnte. Sie hoffen, dass es möglich sein wird, dieses in Kulturpflanzen einzubauen. So könne man mit der gleichen Menge Dünger bessere Erträge erzielen.

Symbiose mit Pilzen und Bakterien
Als weitere Besonderheit leben die Hornmoose in Symbiose mit Pilzen und Cyanobakterien, welche die Pflanze mit Phosphor und Stickstoff versorgen. Die Forschenden identifizierten 40 Gene, die am Prozess, wie die Pflanzen Stickstoff von den Bakterien aufnehmen, beteiligt sind.

«Wenn diese Fähigkeit von Hornmoosen in Nutzpflanzen eingebaut werden könnte, liessen sich grosse Mengen an Stickstoffdünger einsparen», sagt Péter Szövényi, Pflanzenwissenschaftler an der Universität Zürich und Letztautor der am Freitag in «Nature Plants» erschienenen Studie gemäss einer Medienmitteilung. Eine solche Düngerreduktion käme der Umwelt zugute, da überschüssiger Stickstoff aus der Landwirtschaft häufig in Flüsse und Seen gelange, wo er giftige Algenblüten verursachen könne.

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