19.09.2017 15:39
Quelle: schweizerbauer.ch - sda
Forschung
Ernteerträge noch bei 42 Grad
Selbst bei grosser Trockenheit und Temperaturen von bis zu 42 Grad Celsius liefert die Perlhirse Ernteerträge. Entsprechend gross ist die Bedeutung dieser Getreideart für die Landwirtschaft Afrikas und Asiens. Ein internationales Forscherteam hat nun das Genom der Perlhirse entschlüsselt.

Perlhirse (Pennisetum glaucum) werde weltweit auf 27 Millionen Hektar angebaut und sei ein Grundnahrungsmittel für 90 Millionen in Armut lebende Bauern, schreiben die Wissenschaftler im Fachblatt «Nature Biotechnology». Ein Hauptgrund dafür ist neben dem hohen Eiweissgehalt von 9 bis 18 Prozent die Tatsache, dass die Getreideart Temperaturen bis zu 42 Grad Celsius in der vegetativen Phase toleriert.

Ein internationales Konsortium unter der Leitung des «International Crops Research Institute for the Semi-Arid Tropics» (ICRISAT) hat nun knapp 1000 verschiedene Linien der Perlhirse sequenziert, das Gros davon Zuchtlinien, aber auch 34 Wildtypen. Auf den rund 38'000 Genen der Pflanze identifizierten sie etwa 1000 Marker, die mit bestimmten Eigenschaften, wie Trocken- oder Hitzeresistenz, Ertrag oder bestimmten Inhaltsstoffen korrelieren.

Erträge durch Zucht erhöhen

«Solche Marker kann man in Züchtungsversuchen benutzen, um gezielt zu selektieren», erklärte Studienautor Wolfram Weckwerth von der Universität Wien gegenüber der Nachrichtenagentur APA. Das Wissen um das Genom der Perlhirse soll es nun ermöglichen, Eigenschaften der Pflanze zu verbessern, etwa den geringen Ertrag zu erhöhen, beziehungsweise die Trocken- und Hitzeresistenz auf andere Pflanzen zu übertragen.

Eine Forschergruppe um Weckwerth von der Uni Wien hat auf Basis der Genom-Informationen auch den Stoffwechsel und die Proteinsynthese der Perlhirse untersucht und erste Hypothesen aufgestellt, wie diese Pflanze einen Ernteertrag unter extremen Trockenstressbedingungen erhalten kann.

Tiefe Wurzeln

Die Perlhirse kann unter Trockenstress sehr tiefe Wurzelsysteme - bis zu zwei Meter und mehr - ausbilden. Gleichzeitig schaffe sie es, die Signalwege zwischen Wurzel und Spross aufrechtzuerhalten, was offensichtlich durch zahlreiche veränderte Signalprozesse ermöglicht wird. «Diese Prozesse sind organspezifisch, das Blatt schützt sich anders als die Wurzel oder der Samen gegen Austrocknung», so der Wissenschaftler.

Selbst wenn die Pflanze das Wachstum aus Wassermangel einstelle, würden sich trotzdem Samen bilden. In den enorm komplexen Vorgängen, die sich dabei auf Ebene von Proteinsynthese und -abbau abspielen, können die Forscher nun jene Proteine identifizieren, die mit diesem Prozess zusammenhängen.

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