Pflanzen für den Klimawandel fit machen

23.05.2016

Gerste züchten, die auch bei Hitze und Trockenheit gute Erträge liefert – daran arbeitet ein Forschungsteam der Uni Würzburg. Das Projekt ist Teil des neuen bayerischen Verbundes „BayKlimaFit – Strategien zur Anpassung von Kulturpflanzen an den Klimawandel“.

Bei Trockenheit schließen Pflanzen ihre Stomata, um Wasser zu sparen. Bei Hitze dagegen machen sie die Poren auf, um die Verdunstungskälte für die Kühlung der Blätter zu nutzen. (Bild: Peter Ache)

Im Zuge des Klimawandels ist damit zu rechnen, dass es künftig öfter sehr heiß und sehr trocken ist. Der Landwirtschaft wird das Probleme machen, denn es drohen Ernteeinbußen oder sogar Ausfälle. Eine Lösung könnten züchterisch verbesserte Nutzpflanzen sein, die besser mit Wasser haushalten und dadurch unempfindlicher gegen Trockenheit und Hitze sind.

Auf diesem Gebiet arbeiten die Pflanzenwissenschaftler Professor Rainer Hedrich und Dr. Peter Ache von der Universität Würzburg. Als Versuchspflanze verwenden sie die Gerste. Zunächst wollen sie an einer Referenzsorte herausfinden, welche molekularen Schalter in der Pflanze für das Wassermanagement bei Hitze und Trockenheit zuständig sind.

Feldversuche mit rund 100 Zuchtlinien

Gleichzeitig starten Feldversuche in Freising, und zwar in Kooperation mit der dort beheimateten Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft. Beteiligt sind außerdem die Arbeitsgruppe von Professor Uwe Sonnewald (Biochemie, Uni Erlangen-Nürnberg) und verschiedenen Saatzuchtfirmen.

Bei den Feldversuchen sollen aus rund 100 Zuchtlinien der Gerste besonders stresstolerante und -empfindliche Sorten aufgespürt werden. Über den Vergleich dieser Linien mit der Referenzsorte wollen die Forscher dann mögliche Markergene für Hitze- und Trockentoleranz identifizieren und den beteiligten Firmen für die Zuchtauswahl zur Verfügung stellen. „Gentechnisch veränderte Pflanzen sind hier nicht das Ziel; vielmehr sollen die Züchter anhand der Markergene gezielt die gewünschten Eigenschaften in ihren vorhandenen Sorten selektieren können“, erklärt Peter Ache.

260.000 Euro aus dem Verbund BayKlimaFit

Das Projekt gehört zum neuen bayerischen Forschungsverbund „BayKlimaFit – Strategien zur Anpassung von Kulturpflanzen an den Klimawandel“. Er hat seine Arbeit im Februar 2016 aufgenommen. Im Verbund sind einschlägig qualifizierte Forschungs- und Arbeitsgruppen aus ganz Bayern vertreten.

Finanziert wird BayKlimaFit vom Bayerischen Staatsministerium für Umwelt und Verbraucherschutz; an das Würzburger Projekt gehen rund 260.000 Euro. Mit dem Geld werden unter anderem eine Promotionsstelle und eine halbe Stelle für Technische Assistenz bezahlt.

Wie Pflanzen Wasser sparen können

Hedrichs Team befasst sich seit Jahren mit den molekularen Mechanismen, über die Pflanzen ihren Wasserhaushalt steuern. Seine Forschungen haben unter anderem aufgeklärt, wie Pflanzen ihre so genannten Stomata öffnen und schließen. Stomata sind kleine Öffnungen in den Blättern, über die sich der Verlust von Wasser einschränken lässt.

Ist es gleichzeitig heiß und trocken, steckt die Pflanze allerdings in einem Dilemma: Bei Hitze will sie ihre Blätter durch Verdunstung kühlen und die Stomata öffnen. Doch bei Trockenheit will sie ihre Stomata schließen, damit möglichst wenig Wasser entweichen kann. Aus diesem Dilemma gilt es, einen Ausweg zu finden.