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Herausforderungen und Chancen in der Weizenzüchtung: Neue Techniken im Fokus

Weizen ist eine der weltweit am häufigsten angebauten Kulturpflanzen. Jährlich wachsen rund 220 Millionen Weizen auf globaler Ebene, wobei die Anbaufläche relativ stabil bleibt. In Deutschland variiert der Anbau von Winterweizen zwischen 2,8 und 3,2 Millionen Hektar. Angesichts dieser Bedeutung befassen sich Züchter intensiv mit der Optimierung dieses Getreides. Dabei stellt Weizen aufgrund seiner komplexen Genstruktur eine besondere Herausforderung dar.

Erfolge in der Weizenzüchtung

Trotz der genetischen Komplexität des Weizens, der ursprünglich aus drei verschiedenen Genomen besteht, konnten Züchter beachtliche Erfolge erzielen. Studien des Forschungsverbundes BRIWECS (Breeding Innovation in Wheat for Resilient Cropping Systems) zeigen, dass moderne Weizensorten sowohl unter intensiven als auch extensiven Anbaubedingungen höhere Erträge erzielen als ältere Sorten. Diese Ertragssteigerungen sind stabil, doch in der Praxis spielen Umwelteinflüsse eine zunehmend wichtige Rolle.

Herausforderungen durch Klimawandel und Reglementierungen

Die Klimaveränderung mit häufigeren Extremwetterereignissen und zunehmendem Schädlingsdruck stellt die Weizenzüchtung vor neue Herausforderungen. Zudem nehmen Reglementierungen wie eingeschränkte Düngung und weniger verfügbare Pflanzenschutzmittel zu. Dies führt zu Resistenzen und Indikationslücken, da Landwirte den Einsatz von Pflanzenschutzmitteln reduzieren sollen, wie im EU-Green Deal vorgesehen.

Wichtige Eigenschaften für die Zukunft

Angesichts dieser Herausforderungen sind in der Weizenzüchtung nicht nur Ertrag, sondern auch andere Eigenschaften von Bedeutung. Dazu gehören:

  • Höhere Stickstoffeffizienz: Effizientere Nutzung von Dünger.
  • : Bessere Widerstandsfähigkeit gegen Starkregen und Stürme.
  • Trocken- und Hitzetoleranz: Stabilere Qualität unter extremen Wetterbedingungen.
  • Krankheits- und Schädlingsresistenz: Verringerter Einsatz von Pflanzenschutzmitteln.

Genetische Fortschritte und Genome-Editing

Die genetische Verbesserung von Weizen ist durch das vollständig sequenzierte Weizengenom seit 2018 erleichtert, doch die Umsetzung bleibt komplex. Eigenschaften wie Trockenheitstoleranz hängen von mehreren Genen ab. Ein Hoffnungsschimmer ist das Genome-Editing, insbesondere die CRISPR/Cas-Methode. Diese „Gen-Schere“ ermöglicht präzise Mutationen im Genom, die effektiver sind als traditionelle Züchtungsmethoden.

Das PILTON-Projekt

Ein bedeutendes deutsches Forschungsprojekt ist PILTON (Pilztoleranz von Weizen mittels neuer Züchtungsmethoden). Seit 2020 arbeiten über 50 deutsche Züchterhäuser daran, Weizen eine dauerhafte Pilztoleranz zu verleihen. Ziel ist es, den Fungizideinsatz zu senken. Mittels CRISPR/Cas wollen die Züchter den natürlichen Abwehrmechanismus des Weizens gegen Pilzbefall stärken. Erste Erfolge zeigen, dass dieser Mechanismus durch das Bearbeiten des Repressor-Gens länger anhält.

Aktuelle und zukünftige Entwicklungen

Die bisherigen Versuche an Sommer- und Winterweizen sind vielversprechend. Allerdings steht die Reaktion der auf realistische Bedingungen noch aus. Ein Hindernis sind die geltenden Gentechnik-Gesetze der EU, die Pflanzen wie den pilztoleranten Weizen als gentechnisch veränderte Organismen (GVO) einstufen. Freilandversuche müssen nach diesen Gesetzen genehmigt werden. Eine Reform der Gentechnik-Gesetze liegt seit Sommer 2023 vor, doch die Einigung der EU-Mitgliedsstaaten steht noch aus.

Die Weizenzüchtung bleibt also ein Feld intensiver und Entwicklung, das angesichts der globalen Bedeutung von Weizen und der wachsenden Herausforderungen durch und Reglementierungen von großer Relevanz ist. Innovative Techniken wie CRISPR/Cas könnten dabei helfen, die Erträge zu sichern und den Einsatz von Ressourcen und Pflanzenschutzmitteln zu optimieren.