Schwerpunkt-Kulturen

Im Rahmen von PRO-WILD liegt der Schwerpunkt auf Weizen, Zuckerrüben und Raps, da es sich dabei um die wichtigsten Kulturpflanzen in Europa handelt, die aufgrund ihrer wirtschaftlichen und landwirtschaftlichen Bedeutung ausgewählt wurden. Das Projekt soll auch als Vorlage für andere in Europa angebaute Kulturen von erheblichem wirtschaftlichen und ökologischen Wert dienen (z. B. Fabaceae-Arten wie Erbsen und Linsen). Um dies zu unterstützen, wird der Ausschuss der Interessenvertreter eine breitere Gemeinschaft als die drei Schwerpunktkulturen vertreten.

Weizen

Bread wheat eares in the field. — Bread wheat ears in the field. Photo: FiBL, Thomas Alföldi.

Weizen besteht aus verschiedenen Arten, darunter Brotweizen(Triticum aestivum) und Hartweizen(T. turgidum ssp. durum), die beiden am häufigsten angebauten Arten. Brotweizen wird hauptsächlich für Brot und Kekse verwendet, während Hartweizen für die Herstellung von Nudeln und Grieß unerlässlich ist. Diese Arten sind eng miteinander verwandt, da der Brotweizen aus einer Kreuzung zwischen dem tetraploiden T. turgidum und Aegilops tauschii vor etwa 9.000 Jahren entstanden ist.

Weizen ist von strategischer Bedeutung für die Ernährungssicherheit in Europa und weltweit. Die Europäische Union ist einer der weltweit größten Erzeuger und Exporteure von Weizen. Während die Produktion seit den 1960er Jahren stetig zunahm, hat sich dieses Wachstum jedoch verlangsamt, und in vielen Ländern stagnieren die Getreideerträge seit den späten 1990er Jahren. Zu den Faktoren, die dazu beigetragen haben, gehören veränderte landwirtschaftliche Praktiken, ungünstigere klimatische Bedingungen, einschließlich Stress durch Hitze und Trockenheit oder Überschwemmungen in wichtigen Wachstumsphasen. Darüber hinaus verringern Krankheiten und Schädlinge die weltweite Weizenproduktion jährlich um schätzungsweise 13 %.

Eine Möglichkeit, diesen Herausforderungen zu begegnen, besteht darin, die genetische Vielfalt der wilden Weizenverwandten wie Aegilops, Dasypyrum, Elymus, Thinopyrum und wildem Triticum zu charakterisieren, die ein Potenzial für die Entwicklung stresstoleranter und hochwertiger Sorten gezeigt haben, und diese Vielfalt in Züchtungsprogrammen zu nutzen.

Ölsaatenraps

flowering oilseed rape. — Flowering rapeseed plant in the field. Photo: FiBL, Thomas Alföldi.

Zu denBrassica-Pflanzen , auch Kreuzblütler genannt, gehören mehrere Arten, die wegen ihres ernährungsphysiologischen und medizinischen Nutzens geschätzt werden. Raps (B. napus, tetraploid) ist die weltweit am zweithäufigsten angebaute Ölsaat und die führende Ölsaat in Europa. Er ist eine Kreuzung aus zwei diploiden Arten: B. rapa und B. oleracea. Im Gegensatz zu seinen Elternarten ist die genetische Vielfalt bei Raps aufgrund der durch die Hybridisierung entstandenen Fortpflanzungsbarriere und des hohen Selektionsdrucks auf die Saatgutqualität begrenzt.

Zu den häufig angebauten diploiden Brassica-Arten gehören Rübe(B. rapa), Brokkoli(B. oleracea var. italica), Blumenkohl(B. oleracea var. botrytis), Kohl(B. oleracea var. capitata), Rosenkohl(B. oleracea var. gemmifera) und Grünkohl(B. oleracea var. sabellica). Die Bedeutung dieser Kulturpflanzen für die Ernährungssicherheit wird zunehmend anerkannt, was die Notwendigkeit widerstandsfähiger Anbausysteme unterstreicht. Die Brassica-Produktion steht jedoch vor Herausforderungen wie suboptimalen Aussaatbedingungen aufgrund des Klimawandels und dem Wiederauftreten von Schädlingen, insbesondere von Flohkäfern. Hitzestress und biotische Stressfaktoren sind die Hauptursachen für Ertragseinbußen.

In Europa gibt es eine große Vielfalt von Brassica-Arten , und es ist von entscheidender Bedeutung, Wildpopulationen von B. oleracea und ihren Verwandten zu schützen und zu charakterisieren, von denen viele bedroht und in den Zentren für genetische Ressourcen unterrepräsentiert sind. Die wilden Verwandten der Brassica-Arten stellen somit eine vielversprechende Quelle der Vielfalt dar, um die Widerstandsfähigkeit von Brassica-Kulturen gegenüber abiotischen und biotischen Stressfaktoren zu verbessern.

sugar beet plant in the field. — Sugar beet in the field. Photo: FiBL, Thomas Alföldi.

Die Zuckerrübe

Die Zuckerrübe wird in drei Sektionen eingeteilt, wobei die Kulturpflanze und mehrere wilde Verwandte(B. vulgaris ssp. maritima, B. vulgaris ssp. adanensis, B. macrocarpa, B. patula) zur Sektion Beta gehören. Arten und Unterarten innerhalb dieser Sektion können sich frei mit der Kulturpflanze kreuzen und haben in der Regel diploide Genome. Seit kurzem sind die sequenzierten Genome mehrerer kultivierter und wilder Rüben verfügbar, so dass eine Analyse des Rübengenoms möglich ist.

Zu den kultivierten Rüben(Beta vulgaris ssp. vulgaris) gehören Zuckerrüben, die wichtigste Zuckerpflanze in Europa und die zweitwichtigste in der Welt, Futterrüben für die Tierfütterung sowie Speiserüben und Mangold als wichtiges Gemüse. Die Meerrübe, der Vorfahre aller Rübenkulturen, ist an den europäischen Küsten entlang des Atlantiks und des Mittelmeers beheimatet, wo auch Wildformen zu finden sind. Vielen dieser Akzessionen in Ex-situ-Lagerstätten fehlen jedoch klare taxonomische Beschreibungen, was zu Verwechslungen zwischen Arten und Unterarten führt.

Die Rübenzüchtung steht vor Herausforderungen wie neu auftretenden Krankheiten, die mit Veränderungen bei den Überträgerinsekten zusammenhängen, oder Krankheitserregern, die die Abwehrkräfte des Wirts überwinden. Darüber hinaus beeinträchtigen abiotische Stressfaktoren wie Trockenheit die Rübenerträge erheblich. Wildrüben stellen eine ungenutzte Ressource für die Züchtung genetischer Resistenzen dar. Die Konzentration auf CWR bei Rüben wird die Züchtungsbemühungen erheblich verbessern, da sie einen molekularen Zugang zu neuen Genen und Allelen bietet und so die Nachhaltigkeit von Rübenkulturen in einer sich verändernden Umwelt fördert.