Genetische Labore

Seit etwa 30 Jahren gibt es die Möglichkeit, in die Waldbäume hineinzuschauen und ihre Erbanlagen zu bestimmen.
Dies geschieht in genetischen Laboren mit Hilfe von sogenannten Genmarkern.


DNA-Analyse_2019

Das AWG verfügt seit 1991 über ein Isoenzymlabor und seit 1999 über ein DNS-Labor.

Hier werden Inventuren zur genetischen Variation von Baumarten, Studien zu den Auswirkungen des Waldbaus auf die genetische Zusammensetzung der Wälder und zur genetischen Qualität von Erntebeständen durchgeführt, um Handlungsempfehlungen für Waldbau und Generhaltung abzuleiten.

Weitere Schwerpunkte bilden die Herkunftskontrolle von forstlichem Vermehrungsgut, die Sortenprüfung bei Klonen sowie die Identifizierung und Trennung von Arten und Unterarten. Die Suche nach anpassungsrelevanten Genen und der Nachweis pathogener Pilze mittels DNS-Analyse beim Eschentriebsterben, aber auch die Bestimmung von Wildkatzen sind in den letzten Jahren dazugekommen.

Die genetische Analyse im Labor

Die genetische Analyse, d.h. die Erstellung eines genetischen Fingerabdrucks, ist ein Kontrollinstrument für die Überprüfung der Identität. Um diesen Fingerabdruck erstellen zu können, gibt es zwei verschiedene Verfahren, die im Wesentlichen dieselben Schritte beinhalten: Isoenzymanalyse (indirekt Methode) und DNA-Analyse (direkte Methode).

Für alle Baumarten, die dem Forstvermehrungsgutgesetz unterliegen, sind genetische Methoden zur Erstellung eines individuellen Fingerabdrucks etabliert.

Folgende Verfahrensschritte sind dafür notwendig:

  • Herauslösen der Erbsubstanz bzw. der Enzyme aus dem pflanzlichen Gewebe (Extraktion)
  • Auftrennen der DNA bzw. der Enzyme in einem elektrischen Feld zur Größenbestimmung (geschieht bei der DNA-Analyse vollautomatisch)
  • Visualisierung zur Bestimmung der genetischen Varianten
  • Ergebnis: Erfassung der genetischen Varianten und anschließende statistische Auswertung
Herauslösen der Erbsubstanz

Herauslösen

Auftrennen der Enzyme

Auftrennen

Visualisierung zur Bestimmung der genetischen Varianten

Visualisieren

Erfassung der genetischen Varianten und Auswertung

Ergebnis

Genetischer Fingerabdruck bei Waldbäumen

Kontrollmöglichkeiten auf Individualebene

Mit dem genetischen Fingerabdruck gibt es in der Kriminalistik seit Mitte der 80er Jahre ein wirksames Mittel zur eindeutigen Identifizierung von Personen.

Auch bei Bäumen kann der individuelle, baumarten-spezifische Fingerabdruck in Prüfungs- und Kontrollverfahren ein hilfreicher Assistent sein. Zu seiner Erstellung mittels DNA-Analysen werden Abschnitte in der Erbsubstanz (DNA) untersucht, die in der Regel von Baum zu Baum sehr stark variieren.

Von den zahlreichen Einsatzmöglichkeiten dieser Kontrollmethode seien zwei besonders hervorgehoben

  • die Überprüfung der Sortenreinheit (z.B. bei Pappelsorten für Energiewälder oder zur Überprüfung von Stadtbäumen) sowie
  • die Aufklärung von Holzdiebstahl. Ein Vergleich des genetischen Fingerabdrucks von geschlagenem Holz mit dem ursprünglichen Wurzelstock kann helfen, vermuteten Holzdiebstahl aufzuklären. Voraussetzung ist, dass ein erster Verdacht besteht, auf den die Untersuchungskette aufbaut.
DNA-Mikrosatelliten
Untersucht man für einen Baum mehrere solcher Abschnitte (sog. Mikrosatelliten), so ergibt sich daraus ein individueller genetischer Code, der für diesen Baum charakteristisch ist und ihn von anderen Bäumen der Art unterscheidet. Damit ist eine Überprüfung auf der Ebene des Einzelbaumes möglich.

Für die meisten Hauptbaumarten sind die Methoden zur Erstellung des genetischen Fingerabdruckes am AWG etabliert. Dabei ist es unerheblich, ob die DNA aus Nadeln/Blättern, Wurzeln oder Holz gewonnen wird, denn ihre Zusammensetzung ist in allen Teilen eines Baumes gleich.