Herausforderungen und Forschungsansätze im Sojaanbau
Der Sojaanbau in Deutschland steht vor Herausforderungen, insbesondere in Regionen abseits klimatisch günstiger Lagen. Bislang mangelt es an Sorten, die sowohl kühlen Klimabedingungen standhalten als auch den Qualitätsanforderungen für die Tofu- und Futtermittelproduktion genügen. Um diese Situation zu verbessern, arbeiten Wissenschaftler der Universität Hohenheim und des Julius Kühn-Instituts (JKI) an der Züchtung neuer, angepasster Sojasorten und der Entwicklung eines Schnelltests für Krankheitserreger.
Das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) fördert dieses Projekt mit knapp 390.000 Euro. Obwohl der Sojaanbau in Deutschland im letzten Jahr auf über 17.000 Hektar ausgeweitet wurde, bleibt er eine Nische. Etwa 80 Prozent des Bedarfs werden durch Importe gedeckt. Hülsenfrüchte gelten jedoch als wertvoll in der Fruchtfolge, da sie Luftstickstoff binden und die Bodengesundheit fördern.
Die Forschung zielt darauf ab, die Voraussetzungen für den Sojaanbau in Deutschland zu optimieren. Dr. Volker Hahn von der Landessaatzuchtanstalt in Hohenheim, Projektleiter, betont die Notwendigkeit kältetoleranter und früher reifender Sorten. Dies würde eine Ausdehnung des Sojaanbaus, insbesondere nach Norden, ermöglichen.
Genbanken als Quelle kältetoleranter Sojasorten
Prof. Dr. Karl Schmid vom Fachgebiet Nutzpflanzenbiodiversität und Züchtungsinformatik der Universität Hohenheim untersucht mit seinem Team öffentliche Genbanken. Ziel ist es, Material zu identifizieren, das für die klimatischen Bedingungen in Deutschland geeignet ist. Dazu werden vorhandene Daten zur genetischen Vielfalt und zu Merkmalen der Sorten computergestützt abgeglichen.
Durch statistische Methoden sollen sogenannte Markergene gefunden werden. Diese Genabschnitte sind für spezifische Eigenschaften verantwortlich, wie etwa die zuverlässige Reifung der Pflanzen im Herbst oder die Toleranz gegenüber Temperaturen unter 10 Grad, die zum Abwerfen von Blüten führen können. Aktuell werden Daten potenzieller Kreuzungspartner gesammelt; im kommenden Jahr ist der Bezug von Saatgut aus Genbanken und dessen Überprüfung in Feldversuchen geplant.
Klimakammern unterstützen die Forschung
Das Julius Kühn-Institut (JKI) untersucht im Rahmen des Projekts ebenfalls die Toleranz von Soja gegenüber kühlen Temperaturen. Hierfür werden verschiedene Sojasorten in Klimakammern unter Normalbedingungen und unter Kältestress kultiviert. Ein Abgleich der Ergebnisse mit genetischen Merkmalen soll ebenfalls zur Identifizierung von Markergene beitragen.
Qualitätsmerkmale für die Tofu-Herstellung
Neben der klimatischen Eignung steht auch die Tofu-Qualität im Fokus der Forschung. Dr. Hahn und sein Team suchen nach entsprechenden Markergene, um die Züchtung zu beschleunigen. In Deutschland bevorzugen Verbraucher festen Tofu, weshalb Merkmale wie Festigkeit und Tofu-Ausbeute bei der Züchtung berücksichtigt werden.
Die Forscher kooperieren hierfür mit dem Tofu-Werk der Firma Taifun. Dort werden die Eigenschaften verschiedener Sojasorten erfasst. Anschließend werden diese Sorten angebaut und ihr Erbgut analysiert. Durch den Vergleich mit den Eigenschaften sollen Markergene identifiziert werden, die Rückschlüsse auf Ertrag oder Proteingehalt zulassen. Dies ermöglicht die Ermittlung der besten Zuchtlinien für die Qualität, ohne auf Feldversuche angewiesen zu sein.
Schnelltest für Krankheitserreger
Prof. Dr. Ralf Vögele vom Fachgebiet Phytopathologie an der Universität Hohenheim widmet sich der Entwicklung eines Schnelltests zum Nachweis von Krankheitserregern im Sojaanbau, da bisher wenig Erfahrung im Pflanzenschutz vorliegt. Er adaptiert einen bereits für Feuerbrand etablierten Test, bekannt als qPCR, für Soja.
Wir verwenden einen für Feuerbrand bereits etablierten Test, bekannt als qPCR. Das ist kurz gefasst ein molekularer Nachweis eines Erregers auf DNA-Basis. Damit können wir Erreger qualitativ und quantitativ bestimmen, bevor Symptome zu erkennen sind.
Das Verfahren wird an den jeweiligen Erreger und die spezifische Fragestellung angepasst, um Tests für Boden, Samen oder Pflanzenmaterial anbieten zu können. Die Vielseitigkeit des Verfahrens ermöglicht zahlreiche Einsatzmöglichkeiten im Sojaanbau. Bei Nachweis von Krankheitserregern an Blatt oder Stängel können Landwirte Pflanzenschutzmaßnahmen planen. Wird ein Erreger im Boden gefunden, kann die Fruchtfolge angepasst werden.
Ein Saatguttest ist ebenfalls von Bedeutung, insbesondere für den Diaporthe/Phomopsis-Komplex, einen pilzlichen Krankheitskomplex. Mit dem Verfahren können Saatgut-Partien getestet werden, um die Einhaltung der EU-Vorschrift von maximal 15 Prozent befallener Körner sicherzustellen. Das Verfahren soll auch der Züchtung zugutekommen, indem es eine frühzeitige Erkennung höherer Resistenzen neuer Züchtungslinien gegenüber Krankheitserregern ermöglicht. Dies kann die Resistenzzüchtung gegen Sojarost, andere Pilzerkrankungen, Bakterien oder Viren beschleunigen.
Hintergrund: Projekt SojaGenoPath
Das Projekt SojaGenoPath, eine Abkürzung für „Genomik-basierte Verbesserung des heimischen Sojazuchtmaterials und Etablierung eines molekularen Screeningsystems für Soja-Pathogene“, startete am 01.04.2015 und ist auf drei Jahre ausgelegt. Es wird vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) über die Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE) mit 389.580 Euro gefördert. Beteiligt ist auch das Institut für Resistenzforschung und Stresstoleranz am Julius Kühn-Institut (JKI).