Jede fünfte Kalorie, die Menschen weltweit zu sich nehmen, stammt aus Weizen. Doch während neue Krankheiten, Schädlinge und die Folgen des Klimawandels die Ernten gefährden, ist für die Nachfrage prognostiziert, dass sie sich verdoppeln wird. Verbunden mit der Forderung nach nachhaltigen Anbauweisen stellt das die Pflanzenzüchtung vor enorme Herausforderungen. Ein wichtiges Werkzeug dazu hat jetzt eine internationale Forschungskooperation unter Beteiligung des Helmholtz Zentrums München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt an die Hand gegeben: Gemeinsam hat das Team die Genome von 16 der kommerziell wichtigsten Weizensorten sequenziert und im Wissenschaftsjournal „Nature“ publiziert.

Ressourcen für die Weizenforschung und -züchtung

Das erste vollständige Weizengenom wurde 2018 sequenziert und hat damit eine bedeutsame Grundlage für die Züchtungsforschung gelegt. Wichtige Erkenntnisse für Forschung und Züchtung ergeben sich jedoch erst aus dem sogenannten Pangenom des Weizens, also der Gesamtheit der Genome der zahlreichen Varianten, die rund um den Globus existieren. Mit der nun vorliegenden Forschungsarbeit im „10+ Genome Project“ ist ein großer Schritt auf diesem Weg gemacht. Das Projekt der Wheat-Initiative, einem Koordinierungsgremium internationaler Weizenforschender, verfolgt das Ziel, globale genetische Ressourcen zur Unterstützung der Weizenforschung und -züchtung zur Verfügung zu stellen.

Herausforderungen des Klimawandels begegnen

„Mit der Entschlüsselung der Gene, die bei den unterschiedlichen Weizensorten für Resistenzen verantwortlich sind – beispielsweise gegen Schädlinge, Pilze oder gegen steigende Temperaturen und Dürren – haben wir die Möglichkeit, die Effizienz in der Züchtung zu erhöhen und zu beschleunigen“, erläutert Manuel Spannagl vom Helmholtz Zentrum München die Chancen. „Auf diese Weise könnte die internationale Genomforschung dazu beitragen, die Herausforderungen des Klimawandels und des weltweit wachsenden Nahrungsmittelbedarfs zu bewältigen.“

Weizen-Genom-Atlas deckt Zusammenhänge auf

Die mit dem vorliegenden Weizen-Genom-Atlas möglich gewordenen Vergleiche sollen dazu führen, Gene zu identifizieren, die mit bestimmten Eigenschaften des Weizens wie Dürretoleranz, Schädlingsresistenzen oder Produktivität in Verbindung stehen. „Wir haben nun das Wissen, um die Züchtung noch genauer zu steuern und den Weizen weiter zu verbessern – zum Vorteil der Landwirtschaft und in Hinblick auf den künftigen Bedarf“, resümiert Projektleiter Curtis Pozniak von der kanadischen Universität von Saskatchewan.

bl