Hitze- und Trockentoleranz in Gerste

Hintergrund und Ziele

Das Projekt leistet einen Beitrag zur gezielten Verbesserung der Hitze- und Trockentoleranz der Gerste. Da als Folge des unvermeidlichen Klimawandels in Bayern mit ausgedehnten Trocken- und Hitzeperioden zu rechnen ist, unterstützt das Vorhaben die Erreichung der Ziele der bayerischen Klimapolitik. Das Projekt möchte stress-relevante zelluläre Prozesse beschreiben und mittels moderner Genomik der konventionellen Züchtung zugänglich machen. Dies soll, insbesondere in Bayern die Selektion klimaangepasster Gerstensorten ohne jahrelange Feldversuche ermöglichen.

Laufzeit

bis

Untersuchungsregion/-raum

Land
  • Deutschland
Bundesland
  • Bayern

Schritte im Prozess zur Anpassung an den Klimawandel

Schritt 1: Klimawandel verstehen und beschreiben

Ansatz und Ergebnisse 

Der Klimawandel ist längst in Bayern angekommen – er ist spür- und messbar. Die Durchschnittstemperatur ist hierzulande zwischen 1931 und 2010 um rund 1,1°C gestiegen. Im sensiblen Alpenraum sind die Temperaturen in den letzten 100 Jahren sogar doppelt so stark gestiegen wie im weltweiten Durchschnitt. Bayern bleibt von den unvermeidbaren Veränderungen des Klimawandels nicht verschont. Es werden zukünftig mehr Extremwetterereignisse, nassere Winter und trockenere und heißere Sommer erwartet. Die Vorhersagen prognostizieren im Zeitraum von 2021 bis 2050 einen Anstieg der durchschnittlichen Temperaturen von 0,5°C bis 1,5°C und für den Zeitraum von 2071 bis 2100 von 1,5°C bis 3,5°C. Die Folgen dieser Entwicklungen zeigen sich auch in den Kommunen in Bayern und wirken sich auf das Leben der Menschen aus.

Parameter (Klimasignale)
  • Hitzewellen
  • Trockenheit

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

Analyseansatz 

Die Folgen dieser Entwicklungen zeigen sich auch in den Kommunen in Bayern und wirken sich auf das Leben der Menschen aus. Zur Abmilderung der Folgen des Klimawandels hat Bayern eine Klimaschutzstrategie beschlossen. Hierbei stehen u.a. der Schutz biologischer Ressourcen und des Bodens, sowie die Anpassung klimasensitiver Bereiche in Bayern im Vordergrund. Ein klimasensitiver Bereich ist die Landwirtschaft. Trockenheit und Hitze stellen für Nutzpflanzen eine große Herausforderung dar. Die Anwendung klassischer Kompensationsstrategien wie künstliche Bewässerung ist jedoch nur teilweise möglich und oft ressourcenintensiv. Um auch in Zukunft möglichst ressourcenschonend Landwirtschaft in Bayern betreiben zu können, ist es wichtig, die bayerischen Nutzpflanzen fit für den Klimawandel zu machen. Strategien zur Züchtung neuer stresstoleranter Gerstensorten standen im Fokus des Projekts.

Schritt 3: Maßnahmen entwickeln und vergleichen

Maßnahmen und/oder Strategien 

Biochemische und molekularbiologische Analysen wurden genutzt, um Stoffwechselanpassungen der Pflanzen zu verstehen, die zu einer gesteigerten Stresstoleranz führen können. Anschließend wurden für diese Faktoren Unterschiede im Erbgut unterschiedlich empfindlicher Gerstensorten identifiziert, um diese für die Züchtung neuer, stresstoleranter Sorten nutzen zu können. Im Projektverlauf wurden genetische Faktoren gefunden, die den Vitamin E-Gehalt in Gerstensorten kontrollieren. Für diesen konnten wiederum positive Effekte auf die Produktqualität der Pflanzen nachgewiesen werden. Um auch über den Projektzeitraum hinaus ein tieferes Verständnis über die Regulationsnetzwerke zu erhalten, die in Gerstenpflanzen Ertragsstabilität vermitteln, wurden next generation sequencing (NGS)-Methoden genutzt (RNA-Seq). Das gesammelte Wissen wird helfen, züchterische Bemühungen zu beschleunigen, um die bayerische Gerste fit für den Klimawandel zu machen.

Wer war oder ist beteiligt?

Förderung / Finanzierung 

Bayerisches Staatsministerium für Umwelt und Verbraucherschutz

Projektleitung 

Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

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Handlungsfelder:
 Landwirtschaft