Eine neue Studie unter der Leitung der Universität Bonn hat den Schlüssel zur Dürretoleranz bei Mais gefunden. In einer umfassenden Analyse von 9.000 Maissorten weltweit haben die Forscher herausgefunden, dass das Wurzelsystem eine entscheidende Rolle spielt. Das Forschungsteam identifizierte ein Gen, das bei der Anpassung an trockene Standorte besonders wichtig ist. Diese Entdeckung könnte die Züchtung von Maissorten revolutionieren, die den Herausforderungen des Klimawandels besser gewachsen sind.
Mais ist bekannt für seine Anpassungsfähigkeit an verschiedene Standortbedingungen. In der internationalen Studie, deren Ergebnisse in der Zeitschrift Nature Genetics veröffentlicht wurden, untersuchte das Team die Wurzelsysteme von über 9.000 Maissorten und 170 Teosinte-Sorten. Teosinte gilt als die Urform des modernen Maises und wurde vor etwa 9.000 Jahren im Südwesten Mexikos domestiziert. Durch selektive Zucht entstanden im Laufe der Jahrtausende die heutigen Maissorten, die sich weltweit verbreitet haben.
Das Forschungsteam analysierte das Wurzelwachstum sowohl auf speziellem Papier als auch im Boden mittels Magnetresonanztomographie. Dabei stellten sie fest, dass Sorten, die an trockene Bedingungen angepasst sind, weniger Seminal- und mehr Seitenwurzeln entwickeln. Diese Anpassung ist für die Wasseraufnahme entscheidend. Insgesamt identifizierten die Wissenschaftler mehr als 160 Gene, die die Bildung der Seminalwurzeln beeinflussen. Besonders herausragend war das Gen ZmHb77. Pflanzen mit diesem Gen bilden mehr Seminal- und weniger Seitenwurzeln.
Um die Funktion dieses Gens genauer zu untersuchen, schalteten die Forscher es gezielt in bestimmten Pflanzen aus. Die Ergebnisse waren beeindruckend: Pflanzen ohne dieses Gen konnten Dürrezeiten besser überstehen. Dieses Gen ist daher ein vielversprechender Kandidat für die Züchtung von dürreresistenten Maissorten, die in Zeiten des Klimawandels immer wichtiger werden, um Ernteausfälle zu vermeiden.
Die Studie zeigt, wie wichtig es ist, die genetischen Grundlagen der Pflanzenanpassung zu verstehen, um robuste und ertragreiche Sorten zu entwickeln. Die Erkenntnisse der Universität Bonn könnten einen bedeutenden Beitrag zur Sicherung der globalen Nahrungsmittelversorgung leisten, indem sie Landwirten helfen, widerstandsfähigere Pflanzen anzubauen. Angesichts der zunehmenden Wetterextreme und der steigenden Nachfrage nach Lebensmitteln ist dies ein wichtiger Schritt in Richtung einer nachhaltigeren Landwirtschaft.
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