Bor spielt eine zentrale Rolle für Wachstum und Fruchtbarkeit vieler Pflanzen, doch Extremwetterereignisse wie Dürre oder Überschwemmungen erschweren zunehmend seine Aufnahme. Ein internationales Forschungsteam unter Leitung der Technischen Universität München (TUM) und mit Beteiligung des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) hat nun untersucht, wie Pflanzen auf die wechselnde Verfügbarkeit des Mikronährstoffs Bor reagieren.

Bor-effiziente Pflanzen passen Wurzelsystem an 

Dafür analysierten die Forschenden 185 genetische Varianten der Modellpflanze Arabidopsis thaliana und identifizierten sieben Untergruppen, die besonders bor-effizient sind und selbst unter geringen Nährstoffmengen gut wachsen. „Jede dieser Pflanzen kann verschiedene Strategien entwickelt haben, um mit Bor-Mangel gut umzugehen“, erklärt Patrick Bienert, Professor für Crop Physiology an der TUM. Auffällig war hier vor allem eine gemeinsame Anpassung der Wurzelarchitektur, wie das Team im Fachjournal New Phytologist schreibt: Die bor-effizienten Pflanzen bildeten demnach lange, seitwärts wachsende Wurzeln aus, wodurch sich ihr Suchradius im Boden erweiterte, um den Nährstoff besser aufzuspüren: Die Pflanzen gehen gezielt auf Nährstoffsuche.

Gene für Bor-Effizienz aufgespürt

Zudem gelang es dem Team, Genregionen zu bestimmen, die für die effiziente Nutzung und Aufnahme von Bor in Wurzel und Spross verantwortlich sind. Diese Erkenntnisse könnten künftig helfen, Pflanzen zu züchten, die widerstandsfähiger gegenüber Nährstoffschwankungen sind.

Erkenntnisse auf Raps übertragen

Auf Basis der Ergebnisse richtet sich der Blick nun auf die wichtige Nutzpflanze Raps. Da Raps eng mit Arabidopsis verwandt ist, hoffen die Forschenden, die neu gewonnenen Erkenntnisse rasch übertragen zu können. „Wir möchten besonders effiziente Raps-Individuen finden, ihre Strategien identifizieren und anschließend diese Merkmale in die Linien hinein züchten, die einen hohen Ertrag liefern. So könnten Pflanzen entstehen, die beides sind – ertragreich und klimaresilienter“, erklärt Bienert.

bb