Mit genetischer Vielfalt und modernen Methoden - Wissenschaftsjahr 2020/21 - Bioökonomie

Ein Beitrag von Dr. Viktor Korzun, KWS SAAT SE & Co. KGaA

Produktrisiken minimieren: Verbesserter Schutz vor Mutterkorn im Roggenanbau

Eine potenzielle Gefahr beim Verzehr von Getreideprodukten ist das sogenannte Mutterkorn, einem Pilz, der eine längliche, kornähnliche Dauerform (Sklerotien) bildet. Diese enthalten Alkaloide, die bei Überschreitung bestimmter Grenzwerte Mensch und Tier schädigen können. Die Eingangspforte für die Mutterkornsporen sind offene Ährchen während der Blüte. Eine schnelle Schließung der Ährchen bedingt durch eine rasche Bestäubung ist der effektivste Mechanismus zur Mutterkornabwehr. Deshalb wird das Mutterkorn vorwiegend durch mangelnde Pollenverfügbarkeit und nasse Wetterbedingungen in der Blütezeit begünstigt. Der Roggen ist als Fremdbefruchter stärker davon betroffen als andere, selbstbefruchtende Getreidearten. Zur Bekämpfung des Pilzes müssen Landwirte vor allem eine möglichst kurze und gleichmäßige Blüte fördern und auf verschiedene pflanzenbauliche Maßnahmen setzen. Ein entscheidender Faktor ist zudem die Auswahl der Saatgutsorte.

In Kooperation mit Forschern der Universität Hohenheim, des IPK und des JKI konnten Züchter des Saatgutherstellers KWS die Anfälligkeit für Mutterkorn bei neuen Roggensorten deutlich reduzieren. Im Fokus steht dabei das Pollen fertility restoration gene Rfp1, das aus einer alten iranischen Roggen-Landrasse stammt. Dieses Gen bewirkt, dass die Pflanze deutlich mehr Pollen abgibt. Damit wird die Bestäubung verbessert, die Blütezeit verkürzt und der Schutz gegen Mutterkorn verbessert (PollenPlus).

Die Zuckerrübe ist eine bedeutende Kulturart in der europäischen Landwirtschaft: Sie trägt zur regionalen Zuckerversorgung bei und bildet ein wichtiges Element innerhalb einer ausgewogenen Fruchtfolge. Cercospora beticola ist eine der weltweit schädlichsten Krankheiten bei Zuckerrüben. Es kann zu Ertragsverlusten von bis zu 50 % kommen. Zwar gibt es bereits heute Sorten, die einen gewissen Schutz bieten, dem stehen jedoch Ertragseinbußen gegenüber. Zudem können Landwirte zur Bekämpfung der Krankheit auf Fungizide zurückgreifen. Diese Option wird jedoch durch die Bildung von Resistenzen gegenüber Pflanzenschutzmitteln sowie regulatorische Vorgaben zunehmend eingeschränkt.

KWS Züchtern ist es nun gelungen, neue Sorten mit einer Cercospora-Toleranz bei zugleich hoher Ertragsleistung zu entwickeln. Dafür greifen sie auf eine in der Wildrübe (Beta vulgaris ssp. maritima) entdeckte, sehr hohe Cercospora-Toleranz zurück. Aufgrund der engen Verwandtschaft beider Arten konnte die gewünschte Eigenschaft der Wildrübe mittels herkömmlicher, klassischer Züchtungsmethoden direkt in das Material der Zuckerrübenzüchtung eingekreuzt werden. Die neuen Sorten ermöglichen es, das Toleranzniveau weiter zu steigern, mit hohem Ertrag zu kombinieren und Fungizide einzusparen.

Diese Beispiele zeigen, wie die Vielfalt der Pflanzengenetik genutzt werden kann, um verbesserte Saatgutsorten zu entwickeln. Dabei greifen Pflanzenzüchter in ihrer Arbeit auf einen Baukasten unterschiedlicher Züchtungstechnologien zurück, der sich stetig weiterentwickelt. Eine sinnvolle Ergänzung bieten neue Züchtungstechnologien; Hierzu zählt beispielsweise die ‚Genschere‘ CRISPR/Cas, für dessen Entdeckung die Forscherinnen Jennifer Doudna und Emmanulle Charpentier im vergangenen Jahr mit dem Nobelpreis in Chemie ausgezeichnet wurden. Mit ihrer Einfachheit und Stabilität in der Anwendung ermöglichen diese Methoden es, neue Lösungen, die in Anbetracht klimatischer Veränderungen und agrarpolitischer Rahmenbedingungen dringlich benötigt werden, schneller und präziser zu entwickeln. Aufgrund der derzeitigen Regulierung dieser Züchtungsmethoden in der EU ist ihre Anwendung jedoch faktisch nicht möglich. Es braucht daher einen zukunftsfähigen Rechtsrahmen, der den wissenschaftlichen Fortschritt berücksichtigt und neu bewertet.

Die hier veröffentlichten Inhalte und Meinungen der Autorinnen und Autoren entsprechen nicht notwendigerweise der Meinung des Wissenschaftsjahres 2020/21 – Bioökonomie.​