Krankheitsresistenz klimaangepasster Gerstensorten

Hintergrund und Ziele

Als zehntes Teilprojekt des Projektes „BayKlimaFit – Strategien zur Anpassung von Kulturpflanzen an den Klimawandel“ bearbeitet das Teilprojekt die Frage, inwieweit bei Gerste eine ⁠⁠ gegenüber lokalen ⁠⁠ mit einer Resistenz gegenüber biotischen Schadfaktoren gekoppelt ist. Im besonderen Fokus stand die Untersuchung der Gerstenkrankheiten der Ramularia leaf spot und Ährenfusariosen.

Darüber hinaus wird geklärt, ob sich die historische Entwicklung von Krankheitsverläufen in der Gerste über Veränderungen des Wetters oder Klimas erklären lassen. Die Ergebnisse des Projektes können in Form von selektierten Markern direkt in der praktischen Pflanzenzüchtung in Bayern eingesetzt werden.

Schritte im Prozess zur Anpassung an den Klimawandel

Schritt 1: Klimawandel verstehen und beschreiben

Parameter (Klimasignale)

Trockenheit

Schritt 2a: Risiken erkennen und bewerten (Klimafolgen/-wirkungen)

Analyseansatz

Um die Widerstandsfähigkeit klimaangepasster Gerstensorten gegenüber pilzlichen Schaderregern zu überprüfen und die Pflanzenzüchtung für Bayern zu optimieren wurden zahlreiche Untersuchungen durchgeführt: Untersuchungen historischer Gerstenmuster, Feld- und Rainoutsexperimenten zur Untersuchung von Wechselwirkungen zwischen abiotischen Stress, basaler Stressresistenz und dem Auftreten von Schaderregern unter natürlichen Bedingungen mit und ohne gezielte Infektion, Kombinationsstresstestexperimente und Messung von Fusarientoxine, Identfizierung von Genotypen mit multipler Stressresistenz und der ⁠RNA⁠ Isolation und Sequenzierung aus Kombinationsstressexperimenten.

Um Hinweise auf eine ursächliche Verknüpfung zwischen Klimaerwärmung und dem Auftreten der Krankheiten zu erlangen, wurden bayerische Archivkörnerproben aus den letzten sechs Jahrzehnten untersucht. Das zeigte ein sich über die Jahre veränderndes Spektrum an Fusarium spp. in der Gerste und insgesamt ein Ansteigen der Fusarium- und R. collo-cygni Gehalte in den Ernteproben. Der Trend war insgesamt mit den ansteigenden Temperaturen zur Anbauzeit in Bayern korreliert aber die Assoziation zu den Jahreseinzelwetterdaten war nicht stark, so dass man zurzeit keine kausalen Zusammenhänge zwischen den Klimadaten und dem Anstieg der Krankheitsproblematik postulieren kann.

Im Ergebnis nehmen die untersuchten Krankheiten in historischen Mustern aus den letzten 50 Jahren zu. Darüber hinaus zeigt sich im bayerischen Gestengenotypensortiment eine große Vielfalt an Krankheitsresistenzen.

Unter anderem wird die große Diversität im Fusariumbefall der Gerste und Beeinflussung durch ⁠Trockenstress⁠ festgestellt.

Nach Untersuchungen und Experimenten kann festgestellt werden, dass die Gerste Sorten- / Genotypenabhängig auf Trockenstress mit veränderter Krankheitsresistenz regaiert. Der Trockenstress nach einer Infektion beeinflusst und erhöht die Anfälligkeit gegen Fusarium spp.

Weitere Befunde lassen feststellen, dass die dauerhafte Trockenheit im Feld/Rollgewächshaus den Ramulariabefall (remularia leaf spot) der Gerstensorten unterdrückt.

Schritt 4: Maßnahmen planen und umsetzen

Maßnahmen und/oder Strategien

Die Ergebnisse des Projektes legen die Grundlage für die Züchtung von klimaangepassten Sommergerstengenotypen mit guter Resistenz gegen Gerstenkrankheiten dar. Die Resistenz der Wintergerste muss noch untersucht werden.