Künftig mehr Ernteertrag trotz weniger Wasser
Dürren bedrohen die globale Ernährung. Um Hungersnöte abzuwenden, züchten Forscher neue Pflanzensorten. Mit und ohne Gentechnik.
(Bild: Alexandre Rotenberg / Fotolia)
- Edda Grabar
Die Ackerschmalwand, die in Nordafrika, Spanien, Mitteleuropa und Nordschweden beheimatet ist, hat es den deutschen Molekularbiologen vorgemacht. Als sie die Pflanzen aus den verschiedenen Regionen im Test extremer Trockenheit aussetzen, zeigte sich, dass nicht nur die afrikanischen Exemplare, sondern auch die spanischen und selbst die schwedischen mit der Stresssituation zurechtkamen. Für die deutschen Ackerschmalwand-Pflanzen allerdings war die Wasserknappheit ein Problem, berichtet Technology Review in seinem aktuellen Augustheft (jetzt im gut sortierten Zeitschriftenhandel und im heise shop erhältlich).
Wie aber lässt sich die Fähigkeit der Ackerschmalwand auf Nutzpflanzen übertragen? In einem der Gewächshäuser des Max-Planck-Instituts für Pflanzenzüchtungsforschung in Köln erforscht Maria von Korff Gerste. Für die Pflanzengenetikerin ist sie ein idealer Getreide-Modellorganismus. Die Gerste verfüge im Gegensatz etwa zum Weizen über einen recht übersichtlichen Satz an Genen. Aber die Getreidearten ähneln sich. Das mache es möglich, Erkenntnisse auf den genetisch viel komplizierteren Weizen zu übertragen.
Darüber hinaus ist Gerste das geografisch am weitesten verbreitete Getreide. Sie wächst in Mitteleuropa genauso wie in den Trockengebieten Syriens, des Irans und Israels. "Dadurch verfügt sie über einen natürlichen Pool an Genen und Werkzeugen, um sich vor Trockenheit zu schützen", sagt von Korff. Da wären die Anthocyane, rötliche Farbstoffe, die die Gerste in ihren Halmen und Blättern einlagert. Wie Sonnencreme beugen sie Strahlungsschäden vor. Härchen an Blättern und Stängeln reflektieren das Sonnenlicht und fangen Wassertröpfchen ein, bevor sie verdunsten. Zudem bildet Gerste Prolin und Sorbitol, kleine Aminosäuren, die dafür sorgen, dass der Wasserverlust in den Zellen so gering wie möglich bleibt.
Über die Jahrtausende hat Gerste auch ihren Entwicklungszyklus der jeweiligen Umwelt angepasst. In den Trockengebieten des Nahen Ostens wächst vorrangig Wintergerste, die kalte Temperaturen im Winter benötigt und rasch blüht, sobald die Tage im Frühling länger werden. Das Team der Kölner Forscherin hat Genvarianten in Wildgerste aus dem Nahen Osten gefunden, die unabhängig von Tageslichtlänge und Temperatur zur frühen Blüte führen. In mediterranen Gebieten mit starker Sommertrockenheit können diese Varianten den Ertrag steigern – ganz ohne gentechnische Veränderungen.
Mehr zu dem Thema und zu unserem Schwerpunktthema Ernährung lesen Sie in der neuen Ausgabe von Technology Review (im gut sortierten Zeitschriftenhanel und im heise shop erhältlich). (inwu)
