Forschung fürs Auge: Zierpflanzen

Sie erzeugen keine Sättigung, aber enorme Umsätze: Zierpflanzen erfreuen die Menschen in Haus und Garten. Neben der Fitness der Pflanzen verfolgen Forscher dabei auch ästhetische Ziele.

105 Euro gibt jeder Deutsche jährlich für Zierpflanzen aus, insgesamt 1,8 Milliarden Euro für Zimmerpflanzen, drei Milliarden Euro für Schnittblumen und 3,8 Milliarden Euro für Gartenpflanzen. Der Zierpflanzenbau verzeichnet mehr als 40.000 Beschäftige. Doch die Branche steht unter Druck, denn Importe aus dem Ausland sind oft billiger. Wie so oft sind daher Qualität und Innovationen gefragt – und die kommen meist aus der Forschung.

Kompetenzzentren, die zum Zierpflanzenbau forschen, gibt es in Deutschland in allen Forschungsstrukturen, von Universitäten bis zu Max-Planck-, Helmholtz- und Fraunhofer-Instituten. Obwohl Zierpflanzenforscher nicht nur mit ganz anderen Disziplinen um Forschungsgelder konkurrieren müssen, sondern mit der Landwirtschaft einen gewichtigen Konkurrenten innerhalb der Pflanzenforschung haben, fließen Mittel aus Programmen des Bundesforschungsministeriums und der Bundeslandwirtschaftsministeriums auch in Zierpflanzenprojekte.

Projekte der Zierpflanzenforschung

Die Forschungsthemen sind breit gefächert, reichen von Schädlingsresistenzen und Trockentoleranz bis zu Duft und Blütenfarbe. Darüber hinaus geht es um Fragen der Produktionseffizienz, die auch einen der vier aktuellen Forschungsschwerpunkte bilden: den sparsamen Umgang mit Ressourcen. Dazu zählen Maßnahmen zur Energie- und Wassereinsparung sowie die Suche nach Torfersatz – beispielsweise Kompost. Da mit 2250 Hektar rund ein Drittel des 7150 Hektar umfassenden Zierpflanzenbaus unter Glas erfolgt, kommt der Ressourceneffizienz eine besondere Bedeutung zu, ökologisch wie ökonomisch.

Der zweite Schwerpunkt befasst sich mit der Lebensraumgestaltung und Verbesserungen der Lebens- und Produktqualität. So sollen Grünpflanzen toleranter werden gegen die Folgen der Klimaveränderungen. Außerdem bemühen sich die Forscher darum, die genetische Variabilität zu erhalten.

Der schonende Umgang mit der Umwelt bildet den dritten Schwerpunkt. Dabei geht es um die Nährstoffversorgung der Pflanzen und darum, den Bedarf an Pflanzenschutzmitteln zu senken. Weiterhin arbeiten die Forscher an Resistenzen gegen Schädlinge und biologische Pflanzenschutzverfahren im Allgemeinen.

Der vierte Forschungsschwerpunkt ist nicht immer ein biologischer, sondern oft ein wirtschaftlicher: Der Zierpflanzenbau soll an Veränderungen in Gesellschaft, Wirtschaft und Forschung angepasst werden. Konkret bedeutet das: bessere Transport- und Lagertechnik, bessere Kommunikations- und Datenvermittlung, besserer Verbraucherschutz. Dazu zählen aber auch pflanzenzüchterische Ziele. So arbeiten Forscher daran, Blumen robuster für den Langstreckentransport zu machen und gleichzeitig unempfindlich gegen leichten Frost. Noch 2011 will die Stuttgarter Firma "Ornamental Bioscience" Petunien auf den Markt bringen, die minus sechs Grad überstehen. Die Universität Hannover will Glockenblumen und Flammende Käthchen züchten, die nicht mehr welken – indem der Stoffwechsel der Pflanzen Ethylen ignoriert, jenen Stoff, der normalerweise das Welken einleitet.

Wachsende Bedeutung hat – zumindest außerhalb Europas – auch die Gentechnik. Dabei begann die Entwicklung in Deutschland: 1987 waren Genetiker am Max-Planck-Institut für Züchtungsforschung in Köln die ersten, die eine transgene Blume mit veränderter Farbe präsentierten. Ein Mais-Gen färbte die weißen Blütenblätter der Petunie lachsrot.

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Die ersten transgene Blume auf dem Markt entwickelten dann aber 1996 Amerikaner und Australier. Die Nelke „Moondust“ - Mondstaub – blühte hellviolett, eine Farbvariante, die in der Natur nicht vorkommt. Heute vertreibt die Firma Florigene transgene Nelken in mehreren Farbvarianten, von denen drei in der EU zugelassen sind.

Selbst die blaue Rose, die in manchem alten Gedicht Sinnbild des Unmöglichen ist, gibt es seit kurzem zu kaufen. Ein reines Blau sieht zwar anders aus, aber der Ton ist eindeutig. Zehn Milliarden Dollar setzen Rosen jedes Jahr weltweit um, und Innovationen sind stets besonders begehrt. Der lange Züchtungsaufwand dürfte sich für den japanischen Konzern Suntory lohnen.

Anders als mittels Gentransfer hätte es wohl nie die blaue Rose gegeben. Im Genom der Rose existiert kein Gen, das es der Pflanze ermöglichen würde, einen blauen Farbstoff herzustellen. Suntory integrierte ins Rosengenom daher aus Veilchen das Gen für den blauvioletten Farbstoff Delphinidin und unterdrückte gleichzeitig jene Rosengene, die in den Blüten rote und orange Farbstoffe bilden. Damit der blaue Farbstoff aber in gewünschter Weise entstehen kann, müssen die Forscher noch den pH-Wert in den Blüten verändern. Bislang sind sie zu sauer.

Längere Freude selbst an bereits geernteten Rosen versprechen Forscher der North Carolina State University – Sellerie sei dank. Auf dem langen Transport von Südamerika nach Europa leiden Schnittrosen oft an Pilzbefall wie der Blattfäule. Der Pilz produziert Mannitol und blockiert so die Abwehr der Pflanze. Die US-Forscher setzten deshalb der Rose ein Sellerie-Gen ein, das für das Enzym Manntiol-Dehydrogenase kodiert. Das Enzym verbraucht Mannitol und reaktiviert so die pflanzliche Abwehr. Zwar kommt das Gen in vielen Pflanzen vor, doch sollte auch die Rose es von Natur aus besitzen, ist seine Aktivität zu gering, um die Blattfäule zu verhindern. Laufen auch weitere Entwicklungen nach Plan, sollen Schnittrosen bald drei bis vier Wochen lang halten.

Doch weil Kritiker bei Zierpflanzen noch weniger Rechtfertigung für transgene Methoden sehen als bei Nahrungspflanzen – wer braucht unbedingt blaue Rosen? – konnten sich transgene Pflanzen auch in diesem Bereich bislang in Europa kaum etablieren. Der Einwand der Züchter ist schnell vorgetragen: Blumen sind dazu da, den Menschen zu erfreuen – und wenn sich jemand an blauen Rosen besonders erfreut, dann sei das doch ein Grund, sie zu entwickeln.

Marker-gestützt, aber nicht transgen, arbeiten auch Forscher der University of Florida an Rosen. Sie haben jenes Gen identifiziert, das für den typischen Rosenduft verantwortlich ist. Nun soll dieses Wissen dabei helfen, hochgezüchteten, beinah geruchlosen Rosen ihren berühmten Duft zurückzugeben.

Der Ökolandbau ist hingegen im Zierpflanzenbereich sehr klein. In Deutschland produzieren etwa 200 Betriebe auf 430 Hektar Zierpflanzen und -gehölze nach ökologischen Prinzipien. Das ist ungefähr der Anteil, den der Ökolandbau vor 25 Jahren bei Nahrungsmitteln hatte. Dennoch besteht gerade bei traditionellen Ökokunden eine entsprechende Nachfrage, da viele von ihnen „lieber keine Blumen kaufen als gespritzte“, so dass Ergebnis einer Umfrage auf Hamburger Wochenmärkten. Weil bislang kaum Vertriebsstrukturen existieren, werden die meisten Ökozierpflanzen direkt ab Hof verkauft. Im allgemeinen Handel erscheinen die Produkte häufig ohne entsprechenden Hinweis und ohne Aufpreis.

Die wohl wichtigste wissenschaftliche Frage im ökologischen Zierpflanzenbau betrifft Stecklinge, da vegetativ vermehrte Pflanzen in diesem Bereich die größte wirtschaftliche Rolle spielen. Deshalb untersuchten Forscher des Instituts für Gemüse- und Zierpflanzenbau Großbeeren / Erfurt und des Instituts für Pflanzenkrankheiten und Pflanzenschutz der Universität Hannover Pelargonien und Weihnachtssterne darauf, wie sich die ökologische Kulturführung der Mutterpflanzen auf die Qualität der Stecklinge und deren Widerstand gegen Schädlinge auswirkt. Die Forscher fanden einen erhöhten Anteil qualitativ hochwertiger, stresstoleranter Stecklinge in der ökologischen Zucht.