Längere Perioden von Trockenstress gefährden den Ernteertrag von Nutzpflanzen. Dass Kichererbsen (Cicer arietinum L.) eine trockenresistente, dabei besonders proteinreiche Alternative sein und so künftig noch wichtiger für den Anbau und letztlich die Ernährungssicherheit werden könnten, zeigte ein Team um Wolfram Weckwerth von der Universität Wien. Die Studie erschien im Journal "The Plant Biotechnology" und liefert einen Beitrag zur Züchtung klimafitter Kichererbsen.

In einem Feldexperiment in Wien, im Versuchsgarten Augarten der Universität Wien, bauten die Forschenden 36 verschiedene Genotypen der Hülsenfruchtpflanze an - vor allem Wildtypen, die mitunter schon für den Anbau verwendet werden - und setzten diese Trockenheit aus. Es wurden das weitere Pflanzenwachstum, die Photosynthese-Aktivität sowie weitere Parameter rund um den pflanzlichen Stoffwechsel erhoben. Dabei habe die Kichererbse eine "natürliche genetische Variabilität" gezeigt - die verschiedenen Sorten und Wildtypen hätten sehr unterschiedliche Mechanismen an den Tag gelegt, "mit anhaltendem Trockenstress umzugehen", wurde Weckwerth in einer Aussendung der Universität Wien zitiert.

"Stress-Suszeptibilitätsindex"

In der Studie um den Forscher vom Department für Funktionelle und Evolutionäre Ökologie der Uni Wien verwendete das Team einen "Stress-Suszeptibilitätsindex", der die Trockentoleranz in Kombination mit dem Ernteertrag darstellte. Es wurden mit Hilfe von künstlicher Intelligenz, statistischen Methoden und Modellierung Genotypen identifiziert, die unter Stressbedingungen am besten und am schlechtesten abschneiden, sowie entsprechende Mechanismen für eine bessere Widerstandsfähigkeit gegen Dürrestress abgeleitet.

"Das Interessante ist, dass gerade jene wenigen hochgezüchteten Kichererbsensorten, die wir in der Studie untersucht haben, gerade bei uns gar nicht gut gewachsen sind. Wir haben mit den Wildtypen mehr Glück gehabt", so Weckwerth gegenüber der APA. Es hätten etwa rund zehn Linien bei Trockentoleranz sowie Ernteertrag sehr gut performt. Nun stelle sich eben Frage: "Nehmen wir einfach jene natürlichen Ökotypen mit den besten Index-Werten oder nehmen wir eine Diversität aus ihnen?" Hier liefere die Studie einen Beitrag. Einerseits könne man jetzt die Linien selektieren, mit denen man weiterzüchten könnte, um z.B. die Trockentoleranz der sogenannten Elitesorten zu erhöhen. "Andererseits kann man jene selektieren, die bei uns am besten Leistung erbringen."

Genetische Varianz ist entscheidend für unsere Zukunft

Wichtig sei jedenfalls: "Die genetische Varianz ist entscheidend für unsere Zukunft", meinte Weckwerth, denn so ließen sich entsprechende klimatische Bedingungen besser abfedern bzw. könne man auf künftige Umweltbedingungen reagieren. Auf Basis der Studienergebnisse" können wir nun sehr spannende Züchtungsprogramme erstellen", so der Forscher.

Kichererbsen haben für die Forschenden ein großes Potenzial, als eine alternative Hülsenfruchtpflanze mit hohem Proteingehalt bisherige Getreideanbausysteme im urbanen Raum zu ergänzen. "Ein weiterer Vorteil ist, dass ein höherer Anteil an Hülsenfrüchten in den Agrarsystemen eines Landes die Gesamteffizienz der Stickstoffnutzung verbessert - so wird Landwirtschaft auch nachhaltiger", so Weckwerth.

Kichererbse wird sich künftig noch durchsetzen

Auch wenn es etwa 7.000 essbare Nutzpflanzen gibt, gehen zwei Drittel der weltweiten Nahrungsmittelproduktion auf nur neun Nutzpflanzen-Arten (darunter ist nicht die Kichererbse) zurück. Das stellt laut den Forschenden eine zu schmale genetische Basis dar, die die Pflanzen für Krankheiten und Schädlinge potenziell anfälliger und gegenüber Dürre und Klimawandel weniger widerstandsfähig macht. "Die Kichererbse ist ein großes Thema in Indien, aber auch in Australien. Aber sie ist beim Anbau global gesehen noch nicht so dominant wie die zwei Hauptanbau-Leguminosen Sojabohne oder Bohne, aber ich denke, die Kichererbse wird sich da künftig noch durchsetzen", so Weckwerth.

Service - Studie online: https://dx.doi.org/10.1111/pbi.14447