Pflanzenzüchtung

Hallo. Sicherlich kennst Du unsere Kohlsorten? Weißt Du auch, wie sie entstanden sind? Vor circa 3000 Jahren begannen die Menschen besondere Formen des Wildkohls, wir wissen heute, dass es Mutationen waren, auszulesen und zu vermehren. Aus Pflanzen mit krausen Blättern wurde der Grünkohl. Pflanzen mit gestauchten Seitentrieben waren die Ahnenformen des Rosenkohls. Aus dickfleischigen Blütenpflanzen ging der Blumenkohl hervor. Pflanzen mit verdickten Sprossachsen wurden zu den Vorfahren verschiedener Kohlrabisorten. Und Pflanzenexemplare mit gestauchten Hauptsprossachsen sind die Ahnen der Kopfkohlsorten. Alle diese Kulturpflanzen entstanden durch Züchtung. Doch was ist das? Unter Züchtung verstehen wir die genetische Anpassung von Lebewesen an die Bedürfnisse des Menschen. Dabei sollen gewünschte Eigenschaften verstärkt und unerwünschte Eigenschaften unterdrückt werden. Im Laufe der Lebensgeschichte des Menschen wurden so Wildpflanzen zu Kulturpflanzen. Mein Ziel ist es, Zuchtverfahren an Beispielen zu erklären. Heute brauchst Du Grundkenntnisse zu den Vererbungsregeln und zu Mutationen. Seit etwa 10.000 Jahren betreibt der Mensch nachweislich die Auslesezüchtung. Aus den vorhandenen Pflanzen werden diejenigen ausgewählt und vermehrt, die die gewünschten Eigenschaften haben. In der Regel verschwinden dadurch Eigenschaften, die den Anbau erschweren, für das Überleben der Pflanze in der Wildnis aber wichtig sind. Ein Beispiel für die Auslesezüchtung ist die Zuckerrübe. Innerhalb von 100 Jahren konnte der Zuckergehalt des Saftes von 6 auf 21 Prozent gesteigert werden. Den Mais kennst Du. Rechts ist der weibliche Blütenstand, die Maispuppe zu sehen, die zum Maiskolben wird. Heute sitzen die nahrhaften Körner in den Maiskolben so fest, dass die Samen nicht von alleine ausfallen. Ohne den Menschen würden diese Pflanzen in freier Natur nicht überleben, denn sie streuen ihre Samen nicht aus und würden aussterben. Für den Menschen ist diese Eigenart von Nutzen, denn er will ja die prall gefüllten Kolben mit Samen ohne Verluste ernten. Spätestens im Monat Mai verzaubert blühender Raps unsere Felder. Aus den Blüten reifen bis zum Juli kleine schwarze Samen, aus denen das Rapsöl gepresst wird. Das war nicht immer so. Früher enthielt Raps die Erucasäure. Sie verursacht Organschäden und Herzprobleme beim Menschen. 1974 gelang es erstmals den sogenannten Null-Raps anzubauen. Im Null-Raps wurde die Erucasäure züchterisch durch wertvolle Ölsäure ersetzt. Man wendete dazu die Kombinationszüchtung an, bei der es das Ziel war, aus genetisch unterschiedlichen Rapspflanzen eine Neukombination des Erbgutes herbeizuführen. Durch nachfolgende Auslese wurden die neuen Pflanzen weiter verbessert. Der zweite Durchbruch gelang 1986. Das bitter schmeckende Glukosinolat wurde unter 10 Prozent gedrückt. Man spricht jetzt von Doppel-Null-Raps. Das in den Ölmühlen anfallende eiweißhaltige Rapsschrot konnte von jetzt ab verfüttert werden. Die dritte Generation von Rapshybriden entwickelte man 2008. Hybride sind die mischerbigen Nachkommen reinerbiger Eltern. Die Hybriden vom Raps gewinnt man so: Man baut auf benachbarten Feldern reinerbige Pflanzen an, die durch Linienzucht, das heißt durch Inzucht entstanden. Die Inzuchtlinie 1 hat Staubblätter. Sie ist der Pollengeber für die Inzuchtlinie 2, den pollenempfangenden Rapspflanzen. Aus den bestäubten Blüten gehen die Schoten mit dem Hybrid-Saatgut hervor. Sät man das Saatgut im nächsten Jahr aus, ist mit einem um 10 bis 30 Prozent höheren Ertrag zu rechnen. Dies wird als Heterosiseffekt bezeichnet. Neu kombiniertes, größtenteils heterozygotes Erbgut führt zu Leistungssteigerungen. Viele Pflanzen sind Hybriden. Der rechte Maiskolben stammt von einer F1 hybriden Pflanze. Die Kolben links und rechts sind von reinerbigen Eltern aus den Linienzuchten. Die positiven Merkmalskombinationen der größeren Kolben mit den größeren Samen verlieren sich nachfolgend schnell wieder, da sie nicht konstant weitervererbt werden. Der Ficus mit den weißrandigen Blättern ist eine Mutante, die als Zimmerpflanze gern gesehen ist. Auf einer solchen hat sich eine somatische Mutation ereignet. Plötzlich wachsen wieder normale Zweige mit voll ergrünten Blättern heran. Hier ist demnach in einer Knospe spontan eine Rückmutation erfolgt, die die Normalform wiederum entstehen ließ. Mutanten vermehrt man heute oft ungeschlechtlich durch Klonzüchtung. Dazu entnimmt man Bildungsgewebe, zum Beispiel von Blatträndern, dass man auf einem Nährboden wachsen lässt. Das entstehende Wundgewebe, der Kallus wird fein zerteilt und die Zellfragmente verteilt man in Suspension auf viele einzelne Nährböden. Auf denen wachsen dann junge, genetisch identische Pflanzen, es sind Klone, heran, die vereinzelt und später ausgepflanzt werden. Sicherlich magst Du Nektarinen? Die Nektarine ist eine Kombination aus den nicht miteinander kreuzbaren Pfirsichen und Pflaumen. Die Nektarine wurde durch die Protoplastenfusionstechnik gewonnen. Bestimmte Enzyme lösen die Zellwände von Zellen auf und legen die Protoplasten frei. Mithilfe elektrischer Spannungsfelder lässt man die verschiedenen Protoplasten mit den Trägern ihrer Erbinformationen verschmelzen. Es folgen dann Klonierungen mittels Gewebekulturen. Abschließend will ich auf die Präzisionszüchtung eingehen. Hier verlässt man sich nicht mehr auf die Phänotypen der Individuen. Das Erbgut wird genetisch analysiert, um den passenden Kreuzungspartner zu finden. Mittels molekularer Marker wird die Diagnostik des Genoms herbeigeführt. Die Methode heißt auch SMART Breeding. Ich will es als clevere Fortpflanzung übersetzen. Gene werden dabei nicht übertragen. Es entstehen dabei keine transgenen Organismen, keine gentechnisch veränderten Lebewesen. Mit der Methode erfasst man genauer die gewünschten Eigenschaften und beschleunigt die Züchtung. Heute lerntest Du die Auslesezüchtung anhand der Zuckerrübe, die Kombinationszüchtung beim Raps und die Hybridzüchtung beim Raps und Mais kennen. Kohlsorten entstanden durch Auslese von Mutanten. Mutationszüchtung und Klonzüchtung führen zu schnelleren Ergebnissen. Ein neueres Verfahren ist die Protoplastenfusionstechnik, die das Entstehen der Nektarine ermöglicht hat. Zukünftig wird die Präzisionszüchtung an Bedeutung gewinnen. Das war's für heute. Tschüss.