Hafer zählt zu den bedeutenden Nutzpflanzen und bietet vielseitige Einsatzmöglichkeiten. Doch die heutigen Hafersorten stehen, wie viele andere Nutzpflanzen, vor großen Herausforderungen: Hitze, Trockenheit und neue Krankheiten setzen ihnen zu. Um widerstandsfähigere Sorten zu züchten, braucht es ein genaues Verständnis ihrer Gene. Genau das ist Forschenden der Technischen Universität München (TUM), vom Helmholtz Munich und des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) nun gelungen. Gemeinsam haben sie mit internationalen Partnern das Pangenom von 33 Haferlinien entschlüsselt. Die Ergebnisse der Studie wurden in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht.

Alte und wilde Sorten könnten robuster sein

Ein Pangenom erfasst die gesamte genetische Vielfalt der untersuchten Sorten. Es umfasst sowohl Gene, die in allen Linien vorkommen, als auch solche, die nur in einzelnen Pflanzen vorhanden sind. Das Team analysierte Genome von Haferlinien aus verschiedenen Regionen der Welt. „Unsere Ergebnisse bilden ein Fundament, das uns helfen wird, zu verstehen, welche Gene für Ertrag, Klimaanpassung und Pflanzengesundheit wichtig sind“, erklärte Nadia Kamal, Professorin für Computational Plant Biology an der TUM. Die Forschenden untersuchten 26 kultivierte – darunter auch alte – sowie mehrere wilde Sorten. Die Einbeziehung dieser Linien war entscheidend, da moderne Zuchtsorten vor allem auf Ertrag optimiert wurden, wodurch andere vorteilhafte Eigenschaften verloren gegangen sind. Alte und wilde Sorten könnten solche Merkmale bewahrt haben, etwa eine höhere Widerstandskraft gegenüber Trockenheit oder Krankheiten.

Hafer als klimaresilientes Getreide

Das Team um Nadia Kamal untersuchte, wie tausende Gene in verschiedenen Pflanzenteilen und Haferlinien aktiv sind. Unterschiede in der Genaktivität spiegeln häufig die geografische Herkunft wider – ein Hinweis darauf, dass sich Haferpopulationen durch gezielte Genregulation an unterschiedliche Umweltbedingungen angepasst haben. Auf dieser Grundlage erstellten die Forschenden von 23 Haferlinien ein Pantranskriptom, ein Aktivitätsverzeichnis der Gene. „Die Kombination aus Pangenom und Pantranskriptom eröffnet neue Möglichkeiten, Haferlinien zu züchten, die sowohl ertragreich als auch an unterschiedliche Klimabedingungen angepasst sind“, so Manuel Spannagl von Helmholtz Munich.

„Hafer macht zwar im Vergleich zu Weizen, Reis und Mais einen kleineren Anteil am Markt aus, dennoch ist es wichtig, ihn in der Diskussion um klimaresilientes Getreide nicht aus dem Blick zu verlieren“, schildert Kamal. „Nicht nur ist es für unsere Gesundheit gut, eine große Bandbreite von Nahrungsmitteln zur Verfügung zu haben. Wir schaffen somit auch die Möglichkeit, etwaige Ernteausfälle anderer Arten zumindest teilweise ausgleichen zu können.“ 

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