Zuchtfortschritte bei Hülsenfrüchten
Hülsenfrüchte (Leguminosen) sind ein wichtiger Bestandteil im Futter- und Lebensmittelsektor und haben positive Auswirkungen auf die Umwelt. Sie sind proteinreich und tragen zum Stickstoffeintrag in die Anbausysteme bei, wodurch der Bedarf an synthetischen Stickstoffdüngern verringert wird. Außerdem stellen sie eine nahrhafte pflanzliche Alternative zu Fleisch dar – ein wachsender Markt, auf dem viele nach neuen Möglichkeiten suchen, das Potenzial der pflanzlichen Proteinproduktion zu nutzen. Der verstärkte Anbau von Leguminosen wäre somit in vieler Hinsicht sinnvoll. Obwohl in Europa und China die agrarökologischen Bedingungen für den Anbau pflanzlicher Proteine eigentlich günstig sind, ist das Potenzial dort noch kaum erschlossen, was beide Regionen stark von Proteinimporten und intensivem Einsatz synthetischer Stickstoffdünger abhängig macht. Das EU-finanzierte Projekt EUCLEG (Breeding forage and grain legumes to increase EU’s and China’s protein self-sufficiency) sollte dazu beitragen, diese Abhängigkeit zu verringern. „Wir haben daran gearbeitet, die Sorten von Hülsenfrüchten zu verbessern“, erklärt Bernadette Julier, Projektkoordinatorin und Forschungsdirektorin bei INRAE, dem Französischen Nationalen Forschungsinstitut für Landwirtschaft, Ernährung und Umwelt. Dabei kamen insbesondere die Geno- und Phänotypisierung sowie statistische Methoden zum Einsatz.
Weitere Zuchtfortschritte
EUCLEG befasste sich primär mit den fünf häufigsten europäischen Leguminosenarten: zwei Futtersorten (Luzerne und Rotklee) sowie drei Körnerleguminosen (Erbse, Ackerbohne und Sojabohne). „Unser Ziel war es, die Zucht besser angepasster, leistungsfähiger Leguminosensorten zu fördern. Die Zucht dieser Sorten, deren Ertragsleistung, Qualität und Stabilität höher ist als bei bisherigen Sorten, soll in geografischen Regionen erfolgen, die bereits Leguminosen anbauen. Zudem soll ihr Anbau in Regionen gefördert werden, in denen der Schwerpunkt bislang nicht auf Leguminosen lag“, führt Julier weiter aus. Ein höherer Ertrag und eine größere Anbaufläche werden dazu beitragen, mehr heimische Proteine zu produzieren. So können neue Sorten leichter in Fruchtfolgen zur Diversifizierung eingeführt werden. Die Projektarbeit hat zur Freigabe und/oder Übernahme von genomweiten Genotypisierungsinstrumenten für die fünf wichtigsten Leguminosenarten geführt. „Weiterhin entwickelten wir eine neue Zielsetzung, um die genetische Vielfalt bei jeder Art zu erhöhen. Mit den zahlreichen Markern aus der großen Genbank von Akzessionen konnte das Wissen um die genetische Vielfalt von Luzerne und Soja deutlich erweitert werden. Außerdem wurden neue Quellen für phänotypische Variationen ermittelt“, fügt Julier hinzu. Durch genomweite Genotypisierung konnten im Rahmen des Projekts molekulare Marker identifiziert werden, die mit Merkmalsvariationen im Zusammenhang stehen. Diese Marker könnten dann in Zuchtprogramme aufgenommen werden, um den Zuchtfortschritt voranzutreiben. „Die Ergebnisse legen nahe, dass die genomische Selektion auch den genetischen Fortschritt in der Leguminosenzüchtung beschleunigen sollte, wie bei anderen wichtigen Pflanzen- und Tierarten“, sagt Julier.
Ehrgeizige Ziele
An der Erfassung und Auswertung der Daten wirkten mehrere öffentliche und private Zuchtbetriebe für Leguminosen mit. „Diese Partnerschaft leistet Vorschub für den Wissenstransfer von der Forschung zur Industrie“, so Julier. Weiterhin organisierte das Projekt Schulungen für Zuchtbetriebe. „Dort wurde das Potenzial molekularer Züchtungsmethoden für Leguminosen demonstriert. Langfristig erwarte ich, dass die Leguminosenzüchtung molekulare Werkzeuge nutzen wird, um den genetischen Fortschritt zu beschleunigen und Sorten freizugeben, die an verschiedene Einschränkungen und Verwendungszwecke angepasst sind“, fügt sie hinzu. Als nächstes will das Projekt demonstrieren, welchen Fortschritt die molekulare Züchtung im Vergleich zur phänotypischen Züchtung erwirken kann. „Vor allem aber müssen die Kosten der Genotypisierung verringert werden, und zwar durch Anpassung der Methoden und Anzahl der Marker, die für ein Zuchtprogramm erforderlich sind. Schließlich sollten auch in Zuchtprogrammen molekulare Methoden für die Sortenzucht eingesetzt sowie Berechnungsformeln und Marker auf die erwünschte genetische Vielfalt ausgerichtet werden“, schließt Julier.
Schlüsselbegriffe
EUCLEG, Leguminosen, Leguminosenzucht, Europa, China, Futterproduktion, Proteinimporte