Neue Erkenntnisse zur Trockentoleranz bei Robinien
Forscher haben in drei Projekten Genotypen selektiert, die eine beschleunigte Züchtung besonders trockentoleranter Robinien ermöglichen. Diese Projekte wurden vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) über die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR) gefördert.
Angesichts zunehmender Trockenperioden gewinnen trockentolerante Baumarten für die Forstwirtschaft und die Energieholzproduktion an Bedeutung. Die Robinie kann hierbei eine wichtige Rolle spielen, da sie auch auf Böden minderer Qualität hohe Erträge und eine gute Holzqualität liefert.
Im Projektverbund FastWOOD III identifizierten Wissenschaftler des Forschungsinstituts für Bergbaufolgelandschaften (FIB) und des Landeskompetenzzentrums Forst Eberswalde (LFE) spezifische Biomarker. Diese Biomarker erlauben es, die Toleranz gegenüber Trockenheit, Nährstoffveränderungen im Boden und Spätfrost bereits bei einjährigen Robinien vorherzusagen. Die Forscher untersuchten die Ausprägung dieser Indikatoren bei sechs kommerziell verfügbaren, wuchskräftigen Robinien-Klonen sowie bei Wurzelstecklingen aus FastWOOD-Modellflächen in Brandenburg, die noch nicht auf dem Markt sind. Anbauversuche, unter anderem unter Trockenheit, bestätigten die Aussagekraft der Biomarker-Muster. Diese Methode könnte die Züchtung neuer Linien erheblich verkürzen.
Unangenehme Überraschungen, wie etwa das Versagen eines besonders wuchskräftigen, hochselektierten Klons im praktischen Anbau aufgrund einer geringen Stresstoleranz, lassen sich so vermeiden.
Dies erklärte Projektleiter Dr. Dirk Knoche vom FIB.
Anwendung von Biomarkern in der Forstwirtschaft
Erste erfolgreiche Versuche mit Fichten, Douglasien und Eichen deuten darauf hin, dass Bioindikatoren zur Frühdiagnose auch bei anderen Forstbaumarten eingesetzt werden können.
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 skizzierte Knoche weitere Anwendungsmöglichkeiten.
Das Institut für Forstgenetik des Thünen-Instituts untersuchte ebenfalls Robinien-Züchtungskandidaten hinsichtlich ihrer Trockentoleranz. Hierfür setzten die Forscher Genotypen aus neun Ländern systematischem Trockenstress aus und erfassten den Zuwachs der Pflanzen. Zusätzlich wurden Biomarker wie Kohlenhydrat-, Stärke-, Phenol- und Wassergehalt ermittelt. Trotz ähnlicher Erträge zeigten die Genotypen unterschiedliche Muster in ihren Biomarker-Ausprägungen.
Jeder scheint eine andere Anpassungsstrategie zu verfolgen.
Dies stellte Projektleiter Dr. Georg von Wühlisch fest. Im Gegensatz zu den Projekten von FIB und Landesforst Brandenburg sind die hier verwendeten Biomarker nicht geeignet, generalisierbare Aussagen zur Trockentoleranz von Robinien zu treffen.
Hintergrund: Biomarker und Züchtung
Wuchsleistung, Vitalität und Stresstoleranz von Gehölzen werden unter anderem genetisch gesteuert und können durch biochemische Muster und physiologische Indikatoren, sogenannte Biomarker, bewertet werden. Beispiele für Biomarker sind bestimmte biochemische Inhaltsstoffe in Blättern oder Parameter der Fotosynthese, wie die Chlorophyll a-Fluoreszenz. Dieses Phänomen entsteht, weil die Chloroplasten bei der Photosynthese einen Teil der aufgenommenen Energie abstrahlen. Die Fluoreszenz, die für das menschliche Auge im Tageslicht nicht sichtbar ist, lässt sich mit Instrumenten wie dem Fluorometer messen. Eine erhöhte Fluoreszenz deutet auf eine nachlassende Photosynthese hin, die beispielsweise bei Trockenstress auftritt. Je geringer die Fluoreszenz bei Trockenheit, desto weniger wird ein Genotyp in seiner Photosynthese und damit in seinem Wachstum gestört, was ihn als besonders trockentolerant ausweist.
Ein Vorteil für Züchter ist, dass diese Biomarker zerstörungsfrei gemessen werden können. Vielversprechende Zuchtkandidaten können nach der Diagnose ihrer Eigenschaften weiterwachsen und müssen nicht neu kultiviert werden. In Deutschland fehlt es an geeignetem Robinien-Vermehrungsgut für den Energieholzanbau. Ohne entsprechende Neuzüchtungen, die auch nach dem Forstvermehrungsgutgesetz zugelassen werden müssen, kann die Art ihr Potenzial zur Biomasseproduktion nicht voll ausschöpfen.
Projekte und Förderkennzeichen
Informationen zu den Ansprechpartnern und die Abschlussberichte sind auf fnr.de unter den folgenden Förderkennzeichen verfügbar:
- 22024011 - Johann Heinrich von Thünen-Institut Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei, Institut für Forstgenetik: Selektion trockentoleranter Robinien aus internationalen Herkünften für die Energieholzerzeugung
- 22000914 - Landesbetrieb Forst Brandenburg, Landeskompetenzzentrum Forst Eberswalde (LFE): Frühdiagnose der ökophysiologischen Leistungsfähigkeit von Robinien (Robinia pseudoacacia L.) heimischer Bestände (LFE)
- 22001014 - Forschungsinstitut für Bergbaufolgelandschaften (FIB) e.V.: Frühdiagnose der ökophysiologischen Leistungsfähigkeit von Robinien (Robinia pseudoacacia L.) heimischer Bestände (FIB)