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20.09.2018

Biomarker für die Robinienzucht

Brandenburger Pflanzenforscher haben Biomarker der trockentoleranten Robinie identifiziert. Dadurch wird die gezielte Züchtung besonders resistenter Bäume effizienter.

Wie unterschiedlich gut Robinien mit Trockenstress zurechtkommen, ist auch genetisch gesteuert. Brandenburger Forscher haben nun erste Biomarker identifiziert, die die Züchtung erleichtern sollen.
Quelle: 
FNR/ N. Paul

Andauernde Hitze und Trockenheit werden auch in Mitteleuropa immer häufiger. Besonders für Pflanzen hat das gravierende Auswirkungen. Deshalb ist die Züchtung trockentoleranter Arten enorm wichtig. Die Robinie drängt unter diesen Aspekten immer mehr in den Vordergrund, denn sie wächst auch auf Böden minderer Qualität, bringt aber dennoch beachtliche Erträge und eine sehr gute Holzqualität.

Aussagekräftige Biomarker bei einjährigen Pflanzen

Pflanzenforscher bemühen sich deshalb, biochemische Muster, sogenannte Biomarker, zu identifizieren, die die besondere Trockentoleranz der Robinien anzeigen. Im Projektverbund FastWOOD III identifizierten Wissenschaftler des Forschungsinstituts für Bergbaufolgelandschaften (FIB) und des Landeskompetenzzentrums Forst Eberswalde nun genau solche Biomarker. Diese sind in der Lage, Toleranz gegenüber Trockenheit, Nährstoffveränderungen im Boden und Spätfrost bereits bei einjährigen Robinien vorherzusagen. FastWOOD I bis III sind drei vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft geförderte Verbundvorhaben zur Züchtung schnellwachsender Baumarten.

Fluoreszenz zeigt Trockenheitsstress an

Ein wichtiger Biomarker ist die sogenannte Chlorophyll a-Fluoreszenz. Dieses biochemische Phänomen entsteht, weil Chloroplasten bei der Photosynthese einen Teil der aufgenommenen Energie abstrahlen. Zwar ist diese Fluoreszenz für das menschliche Auge im Tageslicht nicht sichtbar. Sie lässt sich aber mit speziellen Instrumenten wie dem Fluorometer messen. Eine erhöhte Fluoreszenz bedeutet eine nachlassende Photosynthese beispielsweise durch Trockenstress. Je geringer die Fluoreszenz trotz Trockenheit, desto weniger gestresst ist die Pflanze. Das deutet auf eine höhere Trockentoleranz ihres Genotyps hin.

Die Forscher bestimmten die Ausprägung der Biomarker bei sechs am Markt verfügbaren, besonders wuchskräftigen Robinien-Klonen sowie bei Wurzelstecklingen von FastWOOD-Modellflächen in Brandenburg, die unterschiedlichen Wachstumsbedingungen ausgesetzt wurden. „Unangenehme Überraschungen, wie etwa das Versagen eines besonders wuchskräftigen, hochselektierten Klons im praktischen Anbau aufgrund einer geringen Stresstoleranz, lassen sich so vermeiden“, erklärt Projektleiter Dirk Knoche vom FIB. Dadurch könnten in Zukunft neue Linien wesentlich schneller und zuverlässiger gezüchtet werden.  

Biomarker auch bei anderen Baumarten vorhanden

Der Züchtungsansatz mittels Biomarkern könnte künftig auch für andere Baumarten angewendet werden. Das belegen erste Versuche mit Fichten, Douglasien und Eichen. „Ich sehe insbesondere Chancen für ein systematisches Screening lokaler Gehölz-Populationen hinsichtlich ihrer Anpassungsfähigkeit an wahrscheinliche Klimaveränderungen. Und nicht zuletzt bei der Gemeinen Esche könnte die Methode helfen, resistente Individuen gegen das so bedrohliche Eschentriebsterben zu identifizieren“, so Knoche.

jmr

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