Unsere Züchtung arbeitet gezielt an Pflanzenmerkmalen, die dabei helfen, Ressourcen zu schonen. Dazu braucht es genaue Beobachtungen im Feld, um neue Krankheiten oder Resistenzen schnell zu erkennen.
Züchtung
Nachhaltigkeit in unseren Sorten
Besser gewappnet gegen Insekten, Trockenheit und Co. – wie tragen die Merkmale in unseren Pflanzen eigentlich zur Nachhaltigkeit bei? Ein Einblick.
Mehr Extremwetterereignisse, Trockenheit oder hoher Niederschlag – das Klima auf der Erde verändert sich immer mehr. Das erschwert auch den Anbau von Pflanzen in vielen Regionen. Wie können wir mit unseren Sorten darauf reagieren? Die Antwort sind Sustainability Traits: Merkmale, die gezielt Nachhaltigkeit in der Landwirtschaft unterstützen, wie Resistenzen gegen bestimmte Krankheiten.
„Sustainability Traits zu definieren, ist gar nicht so einfach“, erklärt Olivier Cottet, Head of Global Product Development Corn & Oilseed Crops. „Denn im Grunde tragen viele unserer Merkmale zur Nachhaltigkeit bei.“ Jedes Mal, wenn unsere Sorten beispielsweise Hitzeperioden besser überstehen oder weniger Pflanzenschutz- oder Düngemittel benötigen, wird eine begrenzte Ressource geschont – und das ist gut für Natur und Umwelt. Durch neue Regulatorien für Pflanzenschutzmittel sind jetzt genetische Lösungen zudem viel stärker im Fokus.
Unsere Züchtung arbeitet daher zusammen mit der Forschung an zwei verschiedenen Ansätzen: den abiotischen Stressfaktoren wie Wasserknappheit oder Trockenstress und den biotischen Stressfaktoren wie Pflanzen- und Pilzkrankheiten oder Insektenbefall.
Sorten, die weniger Ressourcen wie Wasser oder Düngemittel benötigen, sind besser für Natur und Umwelt.
Labels für nachhaltigere Sorten
Bei vielen abiotischen Stressfaktoren spielt die quantitative Genetik eine wichtige Rolle: An der Ausprägung eines einzelnen Merkmals (beispielsweise Trockenstresstoleranz) können viele Gene gleichzeitig beteiligt sein – was die Arbeit der Züchtung erschwert. Ist das Merkmal jedoch erfolgreich in eine unserer Sorten eingebracht, erhält diese ein bestimmtes Label – wie ClimaCONTROL3 für KASHMIR im Mais (Trockenstresstoleranz) oder N-ADAPT für SKOROS im Raps (besonders gute Stickstoffeffizienz). Die Arbeit an diesen Merkmalen benötigt viele Versuche. Um beispielsweise Trockenstress zu untersuchen, werden Felder benötigt, die die Pflanze einer Trockenheit möglichst gleichmäßig aussetzen. Nur so können die Ergebnisse verschiedener Jahre miteinander verglichen werden – in der Natur eine echte Herausforderung.
Bei Pflanzenkrankheiten oder Resistenzen gegen Insekten ist es anders: Hier ist oft ein ganz bestimmtes Gen für ein Merkmal verantwortlich. So können Züchterinnen und Züchter in vorhandenem Material gezielt danach suchen. Manchmal wird eine Resistenz aber auch durch Beobachtungen im Feld entdeckt – wie bei unseren Rapssorten mit InsectPROTECT. Die Herausforderung ist dann, diese Resistenz nachzubilden. „Phänotypisierung ist gerade bei Insektenresistenzen nicht einfach“, so Olivier. Denn Insekten lassen sich viel schwieriger kontrollieren, Tests im Gewächshaus unterscheiden sich zudem oft von denen im Feld.
Genome Editing, wie am Gateway Research Center praktiziert, könnte beim Einbringen einiger Merkmale helfen.
Der Vergleich von Sorten mit und ohne CR+ zeigt, wie Züchtung wirkungsvoll gegen Krankheiten hilft.
Zusammenspiel mit Genome Editing
Genome Editing ist ein neuer Ansatz: Mit der Züchtungsmethode lassen sich Merkmale für biotische Stressfaktoren oftmals schneller identifizieren. Hier spielt das Team von Hongwu Jia, Head of Trait Development, am Gateway Research Center in St. Louis eine wichtige Rolle: Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler arbeiten an einer breiten Palette von Merkmalen mit Resistenzen gegen Insekten, Pilzkrankheiten oder Parasiten wie die Vergilbungsviren in der Zuckerrübe. „Gemeinsam mit der Züchtung überlegen wir, bei welchen Merkmalen unsere Genome-Editing-Ansätze schneller zu einem Ergebnis führen und wo wir unterstützen können“, so Hongwu.
„Wir müssen weiter intensiv an Merkmalen arbeiten.“
Olivier Cottet
Resistenzen brauchen Zeit
Ein Merkmal erfolgreich in unsere Sorten einzubringen, benötigt im Schnitt etwa zehn Jahre. „Am Anfang steht immer die Beobachtung im Feld: Hier sehen Züchterinnen und Züchter schnell, welche Krankheiten oder neuen Erreger sich ausbreiten. Sie prüfen dann das Züchtungsmaterial auf mögliche Resistenzen, um diese anschließend in die Sorten einzubringen“, so Olivier.
In einer Sorte werden im besten Fall mehrere Gene verwendet, um eine stärkere Resistenz aufzubauen. Bei nur einem verantwortlichen Gen ist die Gefahr größer, dass es zu Mutationen kommt und die Pflanze nicht mehr resistent ist, so Olivier. „Mehrere Gene schützen die Pflanze beispielsweise länger vor verschiedenen Krankheitstypen, es entsteht ein kumulativer Effekt.“
„Die Bevölkerung wächst, benötigt mehr Lebensmittel, gleichzeitig können die landwirtschaftlichen Nutzflächen nicht zunehmen – deswegen müssen wir weiter intensiv an diesen Merkmalen arbeiten“, so Olivier. „Die Natur schläft nicht. Erreger mutieren oder eine neue Variante taucht auf – dann müssen wir schnell darauf reagieren.“ |
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