Genomdaten schreiben die Geschichte der Haferdomestizierung in China neu

Gemessen an der weltweiten Produktion gehört Hafer zu den zehn Getreidearten mit der höchsten Ernte. Es kann sich an unterschiedliche Klimazonen anpassen und Landwirte können es auch in rauen Umgebungen erfolgreich anbauen, in denen andere Nutzpflanzen wie Reis und Mais versagen. Allerdings sind nicht alle Haferpflanzen gleich. Anhand ihrer Körner lassen sich zwei große Hafersorten leicht unterscheiden: geschälte Haferkörner, die mit einer nicht essbaren Schale bedeckt sind, und nackte Haferkörner mit einer weichen Außenhülle, die sich beim Dreschen leicht vom essbaren Korn löst.

Um Informationen über die Herkunft dieser verschiedenen Sorten zu erhalten, haben Forscher in China die Genome von über 100 Haferpflanzen aus aller Welt sequenziert. Ihre Analysen deuten darauf hin, dass der geschälte Hafer und der nackte Hafer im Gegensatz zur aktuellen Annahme, dass die beiden Sorten aus einem einzigen Domestikationsereignis stammten, unabhängig voneinander domestiziert wurden. Die Arbeit wird in der Zeitschrift veröffentlicht GigaScience.

Es wird angenommen, dass der heute auf der ganzen Welt angebaute Hafer (Avena sativa) vor etwa 3.000 Jahren in Europa domestiziert wurde. Im Gegensatz dazu bleibt die Herkunft des Nackthafers, der heute hauptsächlich in China angebaut wird, unklar. Viele Forscher betrachten Nackthafer als eine Variante des geschälten Hafers und spekulieren, dass eine Mutation aufgetreten sei, nachdem geschälter Hafer in China eingeführt wurde. Neue Populationsgenomdaten, die vom Labor von Prof. Bing Han an der Inner Mongolia Agricultural University (IMAU) erstellt und analysiert wurden, erzählen jedoch eine andere Geschichte.

Anstatt eine Variante des Hafers zu sein, die erst vor relativ kurzer Zeit getrennt wurde, schätzen die Autoren, dass sich Schalenhafer und Nackthafer vor etwa 51.000 Jahren trennten. Sie spekulieren daher, dass die beiden Sorten vor langer Zeit unabhängig voneinander domestiziert wurden und dass es sich bei der einen nicht um eine neuere Ableitung der anderen handelt. Die Analysen in der Studie umfassen eine Reihe ganzer Genomsequenzen, darunter 89 Nackthafer- und 22 geschälte Haferpflanzen sowie vier weitere eng verwandte hexaploide Arten aus der ganzen Welt.

Weitere Erkenntnisse dieser Studie, die sich aus einer tiefergehenden Analyse dieses großen Datensatzes ergeben, stützen diese Ansicht. Hätte sich Nackthafer zum Beispiel kürzlich vom Schalenhafer getrennt, hätten Genetiker damit gerechnet, dass es beim Nackthafer zu Spuren eines Populationsengpasses kommen würde, der die genetische Vielfalt in der Nackthaferpopulation verringert hätte. Allerdings stellten die Wissenschaftler in ihren Daten das Gegenteil fest: Die genetische Vielfalt des Nackthafers ist höher als die des Schalenhafers, nicht umgekehrt.

Das Gesamtbild, das sich aus den Daten ergibt, bleibt immer noch recht komplex, erklärt Prof. Bing Han: „Die Züchtung von Nackthafer in China hat Phasen durchlaufen, darunter die direkte Sammlung und Nutzung von Landrassen, die Kreuzung zwischen Nackthafersorten und Kreuzungen.“ -Züchtung von Nackthafer mit geschältem Hafer.“ All dies kann die Komplexität der Ergebnisse erhöhen und es gibt noch viel mehr über die genetische Geschichte des Nackthafers zu entdecken.

Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen die Leistungsfähigkeit einer groß angelegten Genomsequenzierung, um das Verständnis der Domestikationsgeschichte einer der wichtigsten Nutzpflanzenarten, die heute die Welt ernähren, zu verbessern.