In Zukunft muss Gerste dem Klimawandel trotzen und trotzdem weiterhin gute Erträge liefern. Den Grundstein für Sorten, die das auch in Zukunft schaffen, könnten zwei neuentdeckte Genvarianten in der Gerste legen.

So hilft eine frühe Gersten-Blüte gegen Frühsommertrockenheit

Die erste gefundene Genvariante lässt Gerste früher blühen. Der frühere Blühzeitpunkt könnte den Gerstenpflanzen helfen, ihre Blüte bereits vor Trockenperioden im Frühsommer abzuschließen. Ein Forscherteam der Universität Halle entdeckte die Mutation.

Von dem Gen EARLY FLOWERING 3 (ELF3) war bereits bekannt, dass es eine wichtige Rolle bei der Entwicklung von Pflanzen spielt. Zusammen mit zahlreichen anderen Genen und Proteinen steuert es, wie Pflanzen z.B. auf den Tag-Nacht-Rhythmus oder den Wechsel der Jahreszeiten reagieren. Die Forscher kreuzten die Gerstensorte Barka daher mit verschiedenen Wildsorten, die natürlicherweise über verschiedene Varianten von ELF3 verfügen.

Keine Ertragsverluste bei Kreuzung

Die Wissenschaftler stellten fest, dass Pflanzen mit einer bestimmten ELF3-Variation im Gewächshaus immerhin 18 Tage früher als herkömmliche Sorten blühen, im Freiland waren es immerhin 4 Tage. Trotz der Wildgerste als Kreuzungspartner konnten die Wissenschaftler bei den Kreuzungen mit der ELF3-Mutation keine Ertragsverluste feststellen. Ihren Fund sehen sie deshalb als vielversprechende Basis für die Züchtung neuer, klimaresilienterer Gerstensorten an.

Verlorene Erträge durch abgestorbene Gersten-Blüten

Ein Ansatzpunkt für potenziell höhere Erträge sind die Gerstenblüten selbst. Rund 50 Prozent der Blütenansätze der Gerste sterben bereits vor der Blüte ab. Dadurch geht Anbauern ein großes Ertragspotenzial verloren. Ein Forscherteam des Leibnitz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung Gatersleben (IPK) hat nun herausgefunden welche Ursache es dafür gibt.

An jedem Sprossknoten der Ähre sitzen bei der Gerste drei Ährchen. Doch schon vor Abschluss der Ährchenentwicklung beginnt das Gewebe in der Ährenspitze zu kollabieren und die Blütenansätze sterben ab. Während des Absterbens baut die Pflanze in der Ährenspitze Zucker- und Aminosäuren ab, während gleichzeitig das signalgebende Hormon Abscisinsäure ausgeschüttet wird.

Gen-Variante schöpft Ertragspotenzial aus

Die Forscher entdeckten, dass das Gen GRASSY TILLERS1 (HvGT1) eine bedeutende Rolle beim Absterben der Blütenansätze spielt. Bei mutierten Genvarianten verzögerte sich der Beginn der Ährendegeneration, sodass sich differenziertere Ährchen an der Spitze bilden konnten.

Infolge der Mutation nahm die Zahl fruchtbarer Ährchen und Blüten bei der Gerste zu – und damit auch die Zahl die Körner. Das bedeutet ein höheres Ertragspotenzial. Die Forscher gehen davon aus, dass sich die Erkenntnisse auch auf verwandte Getreidearten wie Weizen und Roggen übertragen lassen.