Potenziale und Herausforderungen der Hybridweizenzüchtung
Hybridsorten haben sich im Anbau von Mais, Roggen und Zuckerrüben etabliert, um höhere Erträge zu erzielen. Die Universität Hohenheim verfolgt nun das Ziel, diese Vorteile auch für den Weizenanbau wirtschaftlich nutzbar zu machen.
Forscher der Universität Hohenheim untersuchen Weizenpflanzen mittels Biostatistik, Gen- und Pflanzenstoffanalysen, um deren Eignung als Eltern für neue Hybridsorten zu bewerten. Das Projekt zielt darauf ab, ideale Elternpaare bereits vor der Kreuzung zu identifizieren. Dies könnte einen Durchbruch für die Hybridzüchtung bei Weizen bedeuten, die derzeit noch mit hohen Kosten verbunden ist. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung unterstützt das Projekt HYWHEAT mit 620.000 Euro.
Die Landessaatzuchtanstalt an der Universität Hohenheim war bereits maßgeblich an der Einführung der Hybridzüchtung bei Roggen beteiligt. Roggenhybriden zeigen eine höhere Leistungsfähigkeit und Ertragsstabilität im Vergleich zu Nicht-Hybriden. Prof. Dr. Jochen Reif möchte diese Vorteile auch auf den Weizen übertragen.
Zum einen haben Weizenhybriden im Schnitt zehn Prozent höhere Erträge als Nicht-Hybridweizen. Zum anderen sind Hybriden deutlich unempfindlicher gegenüber Hitze, Dürre und anderem Stress. Eine Eigenschaft, die wegen des Klimawandels von entscheidender Bedeutung ist.
Herausforderungen bei der Hybridweizenzüchtung
Die Erzeugung von Hybridweizen erfordert, dass Züchter spezifische Pflanzen gezielt kreuzen können. Beim Weizen sind männliche und weibliche Bestandteile in einer Blüte vereint, was zu Selbstbefruchtung führt. Für eine Kreuzung muss der männliche Blütenteil chemisch inaktiviert werden, damit die Pflanze Pollen einer zweiten Elternpflanze durch Windbestäubung aufnehmen kann. Dieses Verfahren ist kosten- und arbeitsintensiv.
Die hohen Kosten sind ein wesentlicher Grund, warum die Hybridtechnik beim Weizen bisher keinen breiten Durchbruch erzielt hat. Prof. Dr. Reif erklärt, dass die große Anzahl an Elternlinien zu Millionen von Kombinationsmöglichkeiten führt, von denen nur ein kleiner Teil zu einer neuen Sorte entwickelt werden kann. Dies gleicht einem Lotteriespiel.
Wenn wir wüssten, bei welchen Paaren sich der Aufwand lohnt, würden sich Hybriden auch beim Weizen rechnen.
Prof. Dr. Reif strebt an, diesen Prozess durch Biostatistik, Gen-Profile und Inhaltsstoffanalysen zu optimieren. Die Identifizierung vielversprechender Eltern anhand von Genen oder Inhaltsstoffen könnte die Hybridzüchtung beim Weizen voranbringen.
Methoden zur Vorhersage exzellenter Elternlinien
Auf dem Versuchsfeld der Landessaatzuchtanstalt werden über 1600 Hybriden und deren Elternlinien angebaut. Vier internationale Weizenzüchtungsfirmen unterstützen diese Versuche. Die Hybriden werden unter verschiedenen Umweltbedingungen kultiviert und ihr Ertragspotenzial wird geprüft.
Von den Elternlinien erstellen die Forscher individuelle Profile: Ein Gen-Chip bestimmt das charakteristische Erbgut jeder Pflanze, während eine Hochdurchsatz-Metabolit-Analyse die individuellen Inhaltsstoffe misst. Diese Daten werden in ein mathematisches Modell eingespeist, um die Vorhersage exzellenter Hybrideltern zu ermöglichen. Ziel ist es, durch eine gezielte Vorauswahl von Elternlinien die Hybridzüchtung beim Weizen zu verbessern und eine Ertragssteigerung von zehn Prozent zu erreichen.
Hintergrund des Forschungsprojekts HYWHEAT
Das Forschungsprojekt HYWHEAT ist auf drei Jahre ausgelegt und wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 620.000 Euro gefördert. Mehrere Saatzucht-Unternehmen sind an dem Projekt beteiligt, dessen Gesamtvolumen etwa 2,5 Millionen Euro beträgt.