Neue Methode der Genotypisierung in der Pflanzenzüchtung

Göttingen, 20.09.2022

Die MBM ScienceBridge GmbH hat erfolgreich einen Vertrag für eine exklusive Lizenz zwischen der Georg-August-Universität Göttingen Stiftung Öffentlichen Rechts und dem niedersächsischen Unternehmen für Pflanzenzüchtung KWS SAAT SE & Co. KGaA verhandelt.

Es  handelt sich um eine neue, zeit- und kostensparende Methode zur Genotypisierung in der Pflanzenzüchtung. Komplexe, aber ökonomisch wichtige Eigenschaften wie Ertrag oder Schädlingsresistenz sind schwierig zu züchten, da sie von mehreren Genen gleichzeitig beeinflusst werden. Durch die Selektion von Varianten aufgrund einer effektiven Genotypisierung verspricht man sich eine schärfere Auslese und eine höhere Verlässlichkeit bei der Auswahl geeigneter Kreuzungspartner.

Gegenwärtig wird die Genotypisierung mit hohem Durchsatz hauptsächlich unter Verwendung von SNP-Arrays (Single Nucleotide Polymorphism) durchgeführt. Sie sind verhältnismäßig einfach zu verwenden und erzeugen normalerweise eine robuste Charakterisierung mit relativ wenigen Fehlern. Infolgedessen werden sie häufig für Diversitätsanalysen, genomische Selektion oder genomweite Assoziationsstudien eingesetzt. Zu den Einschränkungen der Technologie zählen aber die Komplexität und die Kosten für das Design der Arrays, ihre Unfähigkeit, De-novo-Polymorphismen zu typisieren, ihre mangelnde Flexibilität bei den enthaltenen Markern und die Kosten für die Genotypisierung, die mit der Anzahl der SNPs auf dem Array erheblich zunehmen. Darüber hinaus werden in der Regel SNPs als Array-Marker ausgewählt, die in den konservierten Regionen des Genoms liegen, d.h. sie liefern konstruktionsbedingt nur wenige Informationen zu Strukturvarianten.

Die vorliegende Erfindung beschreibt nun eine neue Methode der Genotypisierung von Pflanzen zur Verwendung in Pflanzenzüchtung und Forschung. Sie beruht auf einer Sequenzierung von Teilbereichen des Genoms (geringe Tiefe) und der Ergänzung der fehlenden Daten durch die Imputation von Sequenzdaten basierend auf Haplotypenbibliotheken. Die Software gestützte Imputation führt zu einer erhöhten Leseabdeckung für den Haplotyp und ermöglicht so die parallele Genotypisierung einer sehr großen Anzahl von Varianten für eine sehr große Anzahl von Individuen. Damit übertrifft dieses Verfahren die Array-Genotypisierung hinsichtlich Kosten, Einfachheit, Leistung und Genauigkeit. Da die Kosten pro Datenpunkt um ein Vielfaches geringer sind, hat das Verfahren das Potenzial, die Array-basierte Genotypisierung in den nächsten Jahren abzulösen und möglicherweise zum "Goldstandard" in der Pflanzenzüchtung zu werden.

Die Erfindung wurde in Kooperation mit der KWS getätigt und zum Patent angemeldet. Federführend durch die MBM ScienceBridge konnte nun mit der KWS ein Lizenzvertrag abgeschlossen werden, der KWS die exklusive Nutzung der Methode für zahlreiche Pflanzenarten ihres Portfolios zuspricht. Dazu zählen unter anderem die Zuckerrübe, Mais, Getreide, Raps, Sonnenblumen und verschiedene Gemüsearten. Die Universität verfügt über die exklusiven Verwertungsrechte für den tierischen Bereich und alle Pflanzenarten, die nicht von KWS lizenziert wurden.

 

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