Forscher suchen die tolle Knolle

Der Klimawandel bedroht den Kartoffelanbau in Oberösterreich durch zunehmende Hitze(tage) und Trockenheit. Die Rettung könnten neue Sorten bringen. Deren Heranzüchtung bis zur Marktreife dauert derzeit aber zumindest 10 Jahre. Zeit, die die Landwirte und Vermarkter längst nicht mehr haben! Daher arbeiten Forscher weltweit mit Hochdruck an einer Beschleunigung des Sortenwechsels — und können aktuell bahnbrechende Fortschritte vermelden. Gesucht sind Kartoffelsorten, die jenseits der 30 Grad die unterirdische Knollenbildung fortsetzen.

Erst jetzt konnten Forscher des Max-Planck-Institutes im deutschen Tübingen die Herkunft der Kartoffel klären. Die Vorfahren der mittlerweile in Europa so gut etablierten Feldfrucht kommen zunächst aus den südamerikanischen Anden und in einer späteren Weiterentwicklung aus Chile. Nachweisen konnten die Tübinger Wissenschafter den Stammbaum jetzt anhand von botanischen Mitbringseln aus dem 19. Jahrhundert.
Erst jetzt konnten Forscher des Max-Planck-Institutes im deutschen Tübingen die Herkunft der Kartoffel klären. Die Vorfahren der mittlerweile in Europa so gut etablierten Feldfrucht kommen zunächst aus den südamerikanischen Anden und in einer späteren Weiterentwicklung aus Chile. Nachweisen konnten die Tübinger Wissenschafter den Stammbaum jetzt anhand von botanischen Mitbringseln aus dem 19. Jahrhundert. © shaiit - stock.adobe.com

Von Harald Gruber

Hitzeperioden werden laut Prognosen in Oberösterreich künftig länger und intensiver. Die sommerlichen Niederschläge nehmen vielerorts entsprechend ab. Konkret werden laut Prognosen in Oberösterreich das Mühlviertel, Teile der Welser Heide und Teile des Kobernaußerwaldes von sommerlichen Dürreperioden und entsprechend großen landwirtschaftlichen Ertragseinbußen betroffen sein. Wobei die Kartoffel zu den besonders klimasensiblen Kulturpflanzen zählt.

Der Hilferuf der Landwirtschaftskammer ergeht an die Forschung: „Die Land- und Forstwirtschaft kann die klimatischen Veränderungen nur sehr bedingt einbremsen, sie muss daher an die neuen Bedingungen angepasst werden! Auch durch innovative, hitzetolerante und wassersparende Pflanzenzüchtungen!“

Auch im Landwirtschaftsministerium streicht man die prekäre Situation und den Handlungsbedarf bei der Kartoffel besonders hervor: „Die derzeitigen Sorten bringen bei Temperaturen über 30 Grad trotz Bewässerung nicht den gewünschten Ertrag. Es braucht neue Sorten, die mit weniger Wasser auskommen und das Knollenwachstum bei hohen Temperaturen nicht einstellen!“

Zwei Stolpersteine

Damit wendet sich der hilfesuchende Blick von Politik und Bauern auf die europaweite Pflanzenforschung und auch in Richtung Niederösterreich. Im Waldviertel steht nämlich Österreichs einzige Zuchtanstalt für Saatkartoffeln. Die Experten kennen die derzeit größten Stolpersteine auf dem Weg zu klimarobusteren Kartoffelsorten: Erstens, die genetische Struktur des Nachtschattengewächses. Und zweitens, die Gebundenheit der Zuchtselektion an die zeitlich-natürlichen Abläufe in einem Kartoffeljahr.

Kartoffel ist harte Nuss

Genetisch ist die Kartoffel insofern eine harte Nuss, als die Erbanlagen der Frucht vierfach ausgeprägt sind (beim Menschen nur zweifach). Für die Biotechniker bedeutet dies, dass die zu Versuchszwecken herbeigekreuzten Kartoffeln eine große Bandbreite an Eigenschaften aufweisen und es entsprechend lange dauert, bis die gesuchte tolle Knolle herausselektiert werden kann. Der Zuchtprozess beginnt mit der Kreuzung zweier Sorten durch Bestäubung per Hand im Glashaus. Diese Pflänzchen werden nicht auf unterirdische Knollenbildung, sondern auf oberirdisches Staudenwachstum und oberirdische Frucht- bzw. Samenbildung getrimmt. Die Samen werden in der Folge zu zigtausenden in Töpfen eingepflanzt und jetzt für das Knollenwachstum freigegeben. Em Ende des Prozesses wird aus jedem Topf eine Knolle geerntet und auf ihre äußeren, inneren sowie kulinarischen Eigenschaften untersucht. Geht der Daumen hoch, können erst Prozesse wie Saatgutzulassung und dann Saatgutvermehrung in Gang gesetzt werden. All das dauert!

Eine Erfolgsmeldung

Umso hellhöriger machen Landwirte und Agrarpolitik aktuelle Meldungen aus dem bayerischen Erlangen. Biochemikern an der dortigen Friedrich-Alexander-Universität ist es eigenen Angaben zufolge gelungen, hitzeresistentere Kartoffeln zu entwickeln, indem der bisherige pflanzeneigene Verursacher des verminderten Knollenwachstums ausgeschaltet werden konnte. Konkret konnte laut Angaben der Wissenschafter (unter Einsatz von Röntgen-Technologie) nachgewiesen werden, dass die präparierten Kartoffelpflanzen im Labor bei Hitzestress (29 Grad tagsüber und 27 Grad in der Nacht) wesentlich bessere unterirdische Knollen-Resultate erbringen als ihre naturbelassenen Vorgängerinnen.

Jetzt gehen die Pflanzen aus den Labortests auf Versuchsfelder, um die Standhaftigkeit der bisherigen Forschungsergebnisse zu untersuchen. Bleiben die Ergebnisse auch im Feldversuch positiv, wäre es endlich gelungen, den Hitzestress der Kartoffelpflanze von der Entwicklung ihrer Knollen (Stärkegehalt und Keimung) abzukoppeln. Bislang gab es im Kartoffelbereich nur ein Entweder-Oder: mehr Hitzeresistenz und damit weniger Ertrag oder umgekehrt.

Weitere Forschungsprojekte widmen sich weltweit der beschleunigten Selektion von Kartoffelzüchtungen mit erhöhter Hitzeresistenz. Dabei geht es zum einen um die Definition von Pflanzenstoffen, die diese Information schon in der Phase des Samenaustriebs vermitteln und zum anderen um die Vereinfachung der genetischen Struktur der Kulturpflanze. „Wir wollen schneller werden. Der Plan ist, die genetische Komplexität der Kulturkartoffel auf ein züchterisch akzeptables Maß zu reduzieren“, erklärt der niederländische Forscher Paul van den Wijngaard.

Konkret sollen zunächst die Chromosomensätze von vier auf zwei reduziert und damit der Selektionsaufwand halbiert werden. Am Ende soll eines Tages, so die Vision der Biochemiker, überhaupt die Ablöse von Saatkartoffeln durch zertifizierte Samen mit eindeutigen, garantierten Fruchteigenschaften stehen.

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