Klimawandel und Weinbau

CO2 beeinflusst Abwehrkraft von Weinreben

15.05.2019 | von Redaktion Pflanzenforschung.de

Eine Traubenwicklerlarve hat eine Riesling Weintraube befallen. (Bildquelle: © Moustafa Selim)
Eine Traubenwicklerlarve hat eine Riesling Weintraube befallen. (Bildquelle: © Moustafa Selim)

Im Zuge des Klimawandels steigt die CO2-Konzentration in der Luft. Forscher aus Geisenheim in Hessen haben herausgefunden, dass dies einen Einfluss auf die Pflanzenabwehr von Weinreben hat.

Der Traubenwickler (Lobesia botrana) gehört zu den Hauptfraßfeinden der Weinrebe (Vitis vinifera). Er befällt die Rebe in bis zu drei Generationen: Im Juni kann die erste Generation des Traubenwicklers die Blüten und kleinen Weintrauben schädigen. Die zweite Generation befällt ab Juli die sauren Beeren und zerstört oft ganze Trauben. In den Bohrlöchern entsteht im Anschluss je nach Witterungsbedingungen vermehrt Grauschimmel. Bei warmem Herbstwetter kann eine dritte Generation auftreten, die die schon süßen Beeren frisst.

Auswirkungen von 20 Prozent mehr CO2 im Jahr 2050

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CO2-Anlage der Hochschule Geisenheim. Außerhalb des Kreises herrschen 400 ppm CO2, innerhalb 450 ppm.

Quelle: © Winfried Schönbach

Annette Reineke von der Hochschule Geisenheim und ihr Team haben untersucht, ob die Reben anders auf den Befall reagieren, wenn sich der CO2-Gehalt der Luft von derzeit 400 ppm um 20 Prozent erhöht. Dieser Wert orientiert sich an der durchschnittlich prognostizierten CO2-Erhöhung auf 450 ppm bis etwa zum Jahr 2050. Eine zweite Fragestellung der Forschungsarbeit beschäftigte sich damit, ob das Entwicklungsstadium der Rebe bei der Abwehr eine Rolle spielt.

Transkriptom in Blättern als Maßstab für systemische Abwehr

Die Versuchsreben standen im Freiland und wurden wie üblich kultiviert. Um den CO2-Gehalt in der Luft zu erhöhen, wurden zwischen den Rebstöcken ringförmige Geräte platziert. Die Traubenwicklerlarven wurden in Säckchen im Freiland ausgesetzt. Vier Tage lang durften die Tiere an den sich entwickelnden oder reifen Weintrauben fressen.

Im Anschluss analysierten die Forscher das Transkriptom in den Blättern. „Die unreifen und reifen Beeren hätten ein zu unterschiedliches Ausgangsmaterial geliefert“, erklärt Reineke, warum die Forscher auf die Blätter als Untersuchungsmaterial zurückgriffen. „Sie spiegeln die systemische Immunantwort der Pflanze wider“, so Reineke.

Vermehrte Genexpression unter erhöhter CO2-Konzentration

Das Ergebnis: „Im frühen Entwicklungsstadium der Weinbeere haben wir eine stärkere Antwort der Rebe auf den Traubenwickler gemessen als bei den erntereifen Beeren“, berichtet Reineke. Zu diesem Zeitpunkt zeigten die Reben außerdem einen CO2-Effekt: Es wurden mehr Gene exprimiert beim Befall mit dem Traubenwickler als unter der normalen CO2-Konzentration. „Wir sehen also unter erhöhter CO2-Konzentration eine stärkere Antwort der Pflanze auf Befall mit Traubenwicklerlarven“, so Reineke.

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In Säckchen verpackt garantierten die Wissenschaftler den kontrollierten Befall der Weintrauben mit dem Traubenwickler.

Quelle: © Moustafa Selim

Entlang der gesamten systemischen Reaktionskette der pflanzlichen Abwehr konnte das Team Expressionsveränderungen aufzeigen. „Es kommt nun aber darauf an, wie diese einzelnen Gene zusammenspielen“, so Reineke. Daraus lässt sich allerdings nicht zwangsläufig eine stärkere Immunabwehr ableiten. Ob sich die Pflanze zukünftig besser oder schlechter wehren kann, lässt sich aus der Genexpressionsstudie daher nicht ablesen.

Düngeeffekt nicht vorteilhaft

Grundsätzlich kann CO2 einen Düngeeffekt auf viele Pflanzen haben, auch auf Reben. Bei höherem CO2-Gehalt bringt eine Rebe mehr Ertrag und die Beeren haben einen höheren Zuckergehalt. Ein Vorteil, könnte man meinen. Doch Annette Reineke klärt auf: „Winzer wünschen sich nicht unbedingt einen höheren Ertrag, sondern eine bessere Traubenqualität. So führt z. B. ein höherer Zuckergehalt beim Riesling zu einem Anstieg des Alkoholgehalts. Das möchte der Verbraucher nicht. Zudem können Veränderungen in der anteiligen Zusammensetzung bestimmter Säuren auch zu einem sortenuntypischen Geschmack führen.“

Nicht alle Parameter der Klimawandels berücksichtigbar

Der CO2-Gehalt ist nur einer von mehreren Parametern, die sich im Zuge des Klimawandels verändern werden. Auch Dürreperioden, Überschwemmungen und ein Temperaturanstieg werden prognostiziert. Diese Faktoren wurden aber in den aktuellen Versuchen nicht berücksichtigt – aus gutem Grund: „Je mehr Faktoren in einem Versuch eine Rolle spielen, desto schwieriger wird es, einzelne Effekte bestimmten Faktoren zuzuordnen“, so Reineke.

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