Weizen-Stresstest

Crop Wild Relatives (CWRs) gelten als Hoffnungsträger der Zukunft. Sie sind vom Menschen unbeeinflusst und haben einen breit gestreuten genetischen Werkzeugkasten, um mit Hitze und Trockenheit, Nährstoffmangel sowie Schädlingen effektiv umzugehen. Allerdings hat noch niemand die wilden Verwandten unserer Nutzpflanzen und ihre Fähigkeit, mit widrigen Umständen fertigzuwerden, umfassend geprüft. In einer internationalen Studie unter Beteiligung des International Center for Agricultural Research in Dry Areas (ICARDA) wurden sie jetzt diversen Stresstests unterzogen.

CWRs versus Elitesorten

Hartweizen (Triticum durum) mag es warm und trocken und wird daher vor allem rund um das Mittelmeer sowie in Vorderasien angebaut. Allerdings hat auch er eine „Wohlfühlobergrenze“, was Hitze und Trockenheit anbelangt und erreicht im Zuge des Klimawandels möglicherweise bald seine Wachstumsgrenzen.

#####1#####

Könnten daher Kreuzungen mit CWRs den Hartweizen widerstandsfähiger machen? Um das herauszufinden, wurden insgesamt 60 verschiedene Hartweizenlinien getestet: 20 ältere Kultivare aus neun verschiedenen Ländern, 20 moderne Elitesorten sowie 20 Züchtungen, die aus Kreuzungen mit CWRs entstanden sind. Diese 60 Sorten überprüften die WissenschaftlerInnen auf Trockenheits- und Hitzetoleranz. Zusätzlich testete das Forschungsteam deren Widerstandsfähigkeit gegenüber vier verschiedenen Schadpilzen, die Braunrost, Gelbrost, Septoria-Blattdürre und DTR-Blattdürre verursachen.

Kaum Probleme bei Trockenheit

Bei dem Trockenheitstest wurden die Pflanzen über zwei Vegetationsperioden in acht verschiedenen Umgebungen in Marokko und im Libanon angebaut, in denen es regelmäßig zu Dürren kommt. Zusätzlich ist getestet worden, wie die Versuchspflanzen auf normale und geringe Stickstoffmengen im Boden reagieren. Die CWR-Sorten kamen sowohl mit der Trockenheit als auch mit den geringen Stickstoffgehalten besser zurecht als die übrigen Sorten. Sie bildeten bei Trockenheit größere Körner und hatten bei niedrigen Stickstoffgehalten höhere Erträge. Bei höheren Stickstoffmengen im Boden ging dieser Vorteil jedoch wieder verloren.

Im Hitzetest eine Eins

Für den Hitzestresstest wurden die Sorten über zwei Vegetationsperioden im Tal des Senegalflusses angebaut, auf offenen Versuchsflächen und alternativ auf Parzellen mit Folientunneln. Die Temperaturen stiegen täglich über 34 Grad Celsius, in den Folientunnel sogar bis auf 48 Grad Celsius. Die CWR-Sorten zeigten hier einen um bis zu 42 Prozent höheren Ertrag als die anderen Pflanzen.

Anders sah die Lage bei der Widerstandsfähigkeit gegenüber Schadpilzen aus. Nur gegenüber der Septoria-Blattdürre waren die CWR-Sorten den anderen Versuchspflanzen überlegen. Gegenüber Braunrost, Gelbrost und DTR-Blattdürre schnitten sie im Vergleich schlechter ab. Auch bei den wertgebenden Inhaltstoffe (Gluten, Proteingehalt) lagen die CWR-Sorten am Ende des Feldes.

Doch insgesamt zeigt die Studie, dass die Verwendung von CWR-abgeleiteten Linien prinzipiell der richtige Weg sein kann, die Dürre- und Hitzetoleranz von Hartweizen in absehbarer Zeit zu verbessern.

Quelle:
El Haddad, N. et al. (2020): Crop wild relatives in durum wheat breeding: Drift or thrift? In: Crop Science, (27. Mai 2020), doi: 10.1002/csc2.20223.

Zum Weiterlesen:

• Hartweizen-Genom entschlüsselt - Forscher bremsen Cadmiumaufnahme bei Pasta-Weizen
• Inventur der Ahnen - Zum Schutz von wilden Genen
• Vom wilden Süßgras zum modernen Weizen - Eine lange Züchtungsreise, die noch lange nicht zu Ende ist
• Alt und gesund - Alte Weizenarten enthalten viele gesunde Stoffe und sollten öfter verzehrt werden

Titelbild: Hartweizen mag es warm und trocken und wird daher hauptsächlich im Mittelmeerraum sowie im Nahen Osten angebaut. (Bildquelle: © pascal OHLMANN/Pixabay/CC0)