Vielfalt bewahren, Zukunft sichern

Sorghum-Hirsefeld
Sorghum-Hirsefeld
© Steffen Windpassinger

Wie sich Sorghum-Hirse gegen Pilze und andere Stressfaktoren wehrt, interessiert Forscherinnen und Forscher in einem deutsch-ugandischen Kooperationsprojekt. Gegessen, verbacken, gekocht oder zu Mehl gemahlen, ist die Pflanze für viele Afrikaner in der Subsahara-Zone das wichtigste Grundnahrungsmittel. Weltweit ist Sorghum-Hirse nach Mais, Weizen, Reis und Gerste das am häufigsten angebaute Getreide. Charakteristisch für diese Art aus der Familie der Süßgräser ist, dass sie Dürre und Hitze trotzt. „Aber auch für die restliche Welt gewinnt die Nutzpflanze als Alternativpflanze für Tierfutter und Bioenergie zunehmend an Bedeutung“, sagt Rod Snowdon von der Universität Gießen. Vor allem für Deutschland bringe Sorghum-Hirse als Maisersatz mehr Vielfalt in die Landwirtschaft.

Vor diesem Hintergrund profitieren mit Uganda und Deutschland beide beteiligten Projektpartner von der Fallstudie „Genombasierte Vorhersagen zur Erfassung und Nutzung von Genbankakzessionen: die Sorghum-Kollektion der nationalen Genbank“, die die DFG 2017 bewilligt hat. Über Jahrzehnte hinweg wurde in der Genbank in Entebbe unterschiedliches Sorghum-Saatgut gesammelt, darunter ganz verschiedene Arten, Sorten, Kultur- und Wildpflanzen mit unterschiedlichsten Merkmalen: „Wir sprechen von 2635 sogenannten Akzessionen, die wir alle genetisch charakterisieren wollen“, erklärt Snowdon. Dieses Saatgut bietet mit Blick auf Diversität große Ressourcen. „Eine Art, die beispielsweise auf den ersten Blick wie Unkraut aussieht, könnte sich beim näheren Betrachten als nahe verwandte Spezies entpuppen, die besonders trockenresistent ist“, sagt Snowdon. Somit hat die Sicherung und die züchterische Nutzung der Pflanzengenome aus diesem Genzentrum eine besondere Bedeutung: Ihre Diversität bildet eine wichtige Grundlage für die nachhaltige Landwirtschaft – und zwar weltweit.

In der Vergangenheit wurden solche Sammlungen nicht eingehend charakterisiert. Das Saatgut wurde ausgesät, vermehrt und beobachtet, wie es im Freiland wächst, allerdings nicht systematisch erfasst. Heutzutage kann man mithilfe moderner Genomiktechnologien die breite genetische Vielfalt in Genbanksammlungen extrem effizient charakterisieren und nützliche Merkmale für die Züchtung verfügbar machen. Um diese Merkmale für die Hirse zu finden, säen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an sechs verschiedenen klimatischen Standorten in Uganda 384 ausgewählte repräsentative Akzessionen aus, die – einfach ausgedrückt – die gesamte genetische Vielfalt der Sorghum-Hirse abdecken, und beobachten das Wachstum der Pflanzen. Die jeweiligen Merkmale gleichen sie mit dem Genomprofil ab. „Aus den Daten wollen wir Vorhersagemodelle entwickeln, die beispielsweise Rückschlüsse über die Krankheitsresistenz des Saatguts erlauben, ohne dass es ausgesät werden muss“, so Snowdon. Perspektivisch wollen die Forscherinnen und Forscher Sorten etablieren, die den afrikanischen Bäuerinnen und Bauern auch bei großer Trockenheit und Hitze sowie ohne Pestizideinsatz sichere Erträge bringen.

Aber auch Deutschland profitiert laut Snowdon: In Gießen erstellen die Forscher zum einen das „Genom Profiling“ der DNA-Proben aus der gesamten Kollektion. „Zum anderen züchten wir auf dem Feld und im Gewächshaus Sorghum-Hirse, die Kälte besser toleriert als ihre afrikanischen Verwandten und somit eine Alternative zum Maisanbau in Deutschland darstellt.“

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