Pflanzen, die der Hitze trotzen

Hohe Temperaturen, kaum Niederschlag – die Hitzewelle der letzten Wochen war für viele Pflanzen eine Herausforderung. Um Nahrungsmittelengpässe und hohe Lebensmittelpreise zu vermeiden, forschen Wissenschaftler an stressresistenten Pflanzensorten.

Anhaltende Hitze und trockene Böden sind eine Herausforderung für viele Pflanzen. © Adobe Stock/maribom

Getreide hat neben Schädlingen und Krankheiten in diesem Sommer mit einer besonderen Herausforderung zu kämpfen – der anhaltenden Hitzewelle. Bekommen die Pflanzen in bestimmten Wachstumsphasen zu wenig Wasser, so sinkt ihr Ertrag. Dies führt unter Umständen zu steigenden Lebensmittelpreisen und im schlimmsten Fall zu Lebensmittelengpässen. Klimaforscher gehen davon aus, dass derartige Extremwetterlagen in unseren Breiten in den kommenden Jahren vermehrt vorkommen werden. Um den sinkenden Erträgen entgegenzuwirken, arbeiten Wissenschaftler mit Hochdruck daran, stresstolerante Pflanzenspezies zu identifizieren und zu züchten.

Wie reagieren Pflanzen erfolgreich auf Stress? Eine Herausforderung für die Wissenschaft

Was relativ einfach klingt, ist in der Realität eine komplizierte Aufgabe. Die Stresstoleranz, zum Beispiel gegen Hitze, Kälte, Wind und Starkregen, wird durch das Zusammenspiel komplexer genetischer Faktoren in der Pflanze beeinflusst. So kann es passieren, dass sich eine bestimmte trockenheitsresistente Züchtung bei Wassermangel als ertragreich erweist, diese Eigenschaft jedoch verliert, wenn genügend Wasser vorhanden ist. Dementsprechend ist es ein wichtiges Ziel der Pflanzenforschung, dem genetischen Hintergrund der Pflanzen auf die Spur zu kommen und zu verstehen, welche biotischen und abiotischen Faktoren sich auf ihre Stresstoleranz auswirken. Neue Züchtungs-, Mess- und Analysetechniken verhalfen den Pflanzenforschern dabei in den vergangenen Jahren zu wichtigen Erkenntnissprüngen.

Forschungsziel: Gesundes und stressresistentes Getreide

Für das Bundesforschungsministerium hat die Erforschung von resistenten und stresstoleranten Sorten, zum Beispiel im Getreideanbau, eine hohe Priorität. Unter dem Dach der „Nationalen Forschungsstrategie Bioökonomie 2030 (NFSB)“ fördert es ganz unterschiedliche Projekte, die das Wissen über Pflanzen erweitern und damit zur Sicherung der Ernährung beitragen. So widmet sich ein Verbundvorhaben beispielsweise der Stresstoleranz von Gerste. Die Wissenschaftler konnten in den Pflanzen erfolgreich genetische Faktoren identifizieren, die dafür verantwortlich sind, dass die Gerste auch unter heißen und sehr trockenen Bedingungen hohe Erträge liefert.

Bestehende Daten neu entdecken

Innovative Methoden und Werkzeuge ermöglichen heutzutage neue Nutzungsmöglichkeiten im Hinblick auf bereits erhobene Daten. Diese neuartigen Optionen werden beispielsweise mit dem Projekt „Genebank 2.0“, das vom Bundesforschungsministerium noch bis Ende 2019 mit über 3,3 Millionen Euro gefördert wird, in die Praxis umgesetzt. Unter Zuhilfenahme moderner Verfahren wird ein integrierter Ansatz aus Hochdurchsatz-Genotypisierung und -Phänotypisierung, Biodiversitätsinformatik und Präzisions-Sortenzüchtung angewandt, um damit die bereits vorhandene umfangreiche Weizensammlung in der Genbank des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung Gatersleben (IPK) neu zu erschließen. Die hierbei gewonnen Erkenntnisse über die genetischen Strukturen der einzelnen Weizensorten eröffnen neue Perspektiven für die Nutzung genetischer Ressourcen.

Sichere und stabile Erträge dank Pflanzenforschung

Dank der Innovationen aus der Pflanzenforschung wird es zunehmend möglich sein, Erträge auch unter extremen oder wechselnden klimatischen Bedingungen auf einem stabilen Niveau zu halten. Eine Chance bietet die Pflanzenforschung insbesondere für Länder und Kontinente, die seit jeher und deutlich ausgeprägter von Extremwetterlagen geprägt sind. Neue Erkenntnisse aus der Pflanzenforschung können somit in erheblichem Maße zur Sicherung der Welternährung beitragen.

Pflanzenforschung

Pflanzen sind unsere Lebensbasis. Sie sind als Lebensraum, Nahrung, Rohstoff und Energiequelle zentraler Bestandteil einer nachhaltigen Bioökonomie. Die Pflanzenforschung trägt mit ihren Erkenntnissen entscheidend zur Lösung globaler Herausforderungen, wie der Ernährungs- und Rohstoffsicherheit sowie der Anpassung und Eindämmung des Klimawandels, bei. Das vom Bundesforschungsministerium geförderte Portal „Pflanzenforschung.de“ beinhaltet für alle interessierten Zielgruppen, von Schülern bis hin zu Wissenschaftlern, spannende und aktuelle Informationen rund um das Thema Pflanzenforschung in Deutschland.