Weizen: Mehr Pilzinfektionen durch Klimawandel

Weizen ist weltweit eine der wichtigsten Nahrungspflanzen mit einer Anbaufläche von 222 Millionen Hektar und einer Erntemenge von 779 Millionen Tonnen. Doch der Klimawandel ist eine wachsende Bedrohung für die Weizenproduktion, wie eine Studie der Technischen Universität München (TUM) unter der Leitung von Prof. Senthold Asseng zeigt. Mit einem Simulationsmodell für Weizenwachstum und -ertrag hat die Forschungsgruppe die durch den Klimawandel begünstigte Ausbreitung der Krankheit Weizenbrand, verursacht durch den Pilz Magnaporthe oryzae, bis zum Jahr 2050 prognostiziert. Ergebnis: Die globale Weizenproduktion könnte um 13 Prozent schrumpfen.

Bis zu 75 Prozent der regionalen Anbauflächen betroffen

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Weizenbrand wurde erstmals in den 1980er-Jahren in Brasilien entdeckt. Seitdem hat sich der Pilz in den Nachbarländern rasch ausgebreitet und sprang schließlich auf andere Kontinente über: 2016 erreichte die Krankheit Bangladesch und 2018 Sambia. Nun sind praktisch alle Anbaugebiete in tropischen und subtropischen Regionen betroffen. Auch in den südöstlichen USA und Ost-Australien ist der Pilz angekommen. Die Studie zeigt, dass bis zu 75 Prozent der Weizenanbauflächen in Südamerika sowie in Teilen von Afrika und Asien vom Pilz bedroht sind.  In Europa ist die Gefahr noch relativ gering, allerdings gelten auch Italien, Südfrankreich und Spanien als gefährdet. Erkrankte Pflanzen erkennt man an den dunklen Flecken auf Blättern und Ähren. Der Pilz führt nicht nur zu drastischen Ertragseinbußen, auch die Qualität der Ernten sinkt deutlich. 

Dringend Gegenmaßnahmen erforderlich

Das zwingt Landwirte in den betroffenen Regionen, ihren Anbau rasch anzupassen. In einigen Regionen Brasiliens wird jetzt schon Weizen durch andere Kulturen wie Mais ersetzt. Eine andere Möglichkeit ist es, die Aussaattermine so anzupassen, dass zum Zeitpunkt des sogernannten Ährenschiebens – einer empfindlichen Phase bei der Weizenentwicklung – keine förderlichen Bedingungen für den Pilz vorherrschen.

Allerdings ist eine grundsätzliche Lösung eher durch die Pflanzenzüchtung zu erwarten: die Entwicklung resistenter Weizensorten. Hierbei kann die moderne Gentechnik, insbesondere die Nutzung der Genschere CRISPR/Cas, eine entscheidende Rolle spielen. Viele Experten sind davon überzeugt, dass dies gelingen kann: durch Stilllegung sogenannter Anfälligkeitsgene des Weizens, die der Pilz für die Infektion benötigt. Bei Reis konnte mit dieser Strategie bereits eine Resistenz gegen den Reisbrand – ebenfalls eine Pilzkrankheit – erzeugt werden.

Klimawandel: Mehr als nur steigende Temperaturen

Die Studie von Prof. Asseng und seinem internationalen Team markiert einen Wendepunkt im Verständnis der komplexen Wechselwirkungen zwischen Klimawandel, Pflanzenkrankheiten und Nahrungsmittelsicherheit. Vorherige Studien haben bei der Prognose von Ertragsveränderungen vor allem direkte Effekte des Klimawandels wie steigende Temperaturen und veränderte Niederschlagsmuster berücksichtigt.

Quellen:

• Pequeno D. et al. (2024): “Production vulnerability to wheat blast disease under climate change”. In: Nature Climate Change (01. Februar 2024). doi: 10.1038/s41558-023-01902-2

• Hossain, MM (2022): “Wheat blast: A review from a genetic and genomic perspective”. In: Front. Microbiol. doi: 10.3389/fmicb.2022.983243

Zum Weiterlesen auf Pflanzenforschung.de:

• Bedrohliche Verwandtschaftsverhältnisse - Genom-Überwachung enthüllt Ursprung und Anpassungsfähigkeit des Weizenbrand-Erregers in Afrika
• Volldampf für die Resistenzzüchtung - Ein Atlas der Weizen-Resistenzgene soll’s richten
• Der Sprung in den Weizen - Ein defektes Gen ermöglichte dem Pilz Pyricularia oryzae den seltenen Wirtswechsel
• Kampf dem Weizenverzwergungsvirus - Erstmals Gen-Orte identifiziert, die den Krankheitserreger abwehren können

Titelbild: Weizen ist weltweit die wichtigste Nahrungspflanze. Durch den Klimawandel wird diese Kulturpflanze verstärkt von Pilzkrankheiten befallen. (Bildquelle: © H.-J. Sydow / Wikipedia, gemeinfrei)