Eine Infektion mit dem Weizenverzwergungsvirus hat für den Weizenanbau gravierende Folgen – 30 % Ertragsverlust bis hin zum Totalausfall sind möglich. Ein Forschungsteam des Julius-Kühn-Instituts (JKI) hat deshalb 500 Weizenvarianten untersucht, um natürliche Resistenzen zu entdecken. Das hat einen vielversprechenden Ansatz zutage gefördert – und manche ernüchternde Erkenntnis, wie die Fachleute im Fachjournal „Frontiers in Plant Science“ berichten.

Klimawandel begünstigt Krankheitsüberträger

Übertragen wird das Weizenverzwergungsvirus von der Wandersandzirpe (Psammotettix alienus). Sticht sie in die Pflanze, um deren Saft zu trinken, kann mit ihrem Speichel das Virus in die Pflanze gelangen. Das Virus breitet sich seit Mitte des 20. Jahrhunderts in ganz Europa aus und dürfte so schnell nicht zu stoppen sein: Die Klimaerwärmung verlängert die Aktivitätszeit der Wandersandzirpe und begünstigt deren Fortpflanzungserfolg. Insektenschutzmittel gegen sie sind in Europa nicht zugelassen, und gegen das Virus selbst gibt es kein Mittel. Die Hoffnungen der Landwirtschaft ruhen daher auf pflanzenzüchterischen Ansätzen, um den Pflanzen Resistenzmechanismen zu vermitteln.

Weitgehende Resistenz bei russischem Winterweizen

Unter den 500 Weizenvarianten, die die Fachleute dazu analysiert haben, fanden sich sowohl kommerzielle Sorten, Genbank-Akzessionen als auch Wildarten. Dabei zeigte sich zunächst, dass auch die Wildarten gleichermaßen vom Virus betroffen sind, also nicht erst infolge der Züchtung eine Anfälligkeit gegen den Krankheitserreger entstanden ist. Allerdings ergaben die Experimente ebenfalls, dass selbst bei den zwei als resistent beschriebenen kommerziellen Sorten noch jede dritte bis fünfte Pflanze vom Virus infiziert wurde. Immerhin: Die in Russland genutzte Winterweizensorte „Fisht“ scheint eine weitgehende Resistenz zu besitzen. Bei ihr konnte das Virus nur etwa jede 20. Pflanze infizieren.

Genetische Einflussbereiche identifiziert

Durch eine genomweite Assoziationsstudie konnten die Forschenden außerdem dokumentieren, welche Bereiche des Genoms Einfluss auf die Resistenz haben – sogenannte QTL (quantitative trait loci): „Wir haben erstmals QTL bestimmen können, die mit geringen Ertragsverlusten durch das Virus assoziiert waren“, berichtet Anne-Kathrin Pfrieme vom JKI. Am Ende der Analysen blieben 14 solcher QTL übrig, die verlässlich mit geringen Ertragsverlusten durch Infektionen mit dem Weizenverzwergungsvirus korrelierten. „Mit Hilfe genetischer Marker könnten diese QTL künftig in Eliteweizenlinien eingekreuzt werden, um so resistente Sorten zu erzeugen“, hofft Pfrieme.

bl