Wilde Verwandte in wilder Ehe
Mikroskopische Aufnahme einer Rebwurzel, besiedelt mit arbuskulären Mykorrhizapilzen. Die feinen Pilzstrukturen dringen in die Wurzelzellen ein und bilden dort sogenannte Arbuskeln – hochspezialisierte Austauschorgane für Wasser und Nährstoffe. Solche Symbiosen fördern das Pflanzenwachstum und stärken die Widerstandskraft gegen Umweltstress.
Wilde Verwandte in wilder Ehe
Wie Wildpflanzen-Mikroben-Symbiosen Kulturpflanzen helfen können
Wildpflanzen leben oft in komplexen Partnerschaften mit Bakterien, Pilzen und anderen Kleinstlebewesen zusammen, von denen beide Partner profitieren. Bei Kulturpflanzen sind diese Symbiosen oft verlorengegangen. Das Wissen über die Pflanze-Mikroben-Beziehungen soll beispielsweise im Projekt IsWEL im Harz in praktische Züchtungs- und Anbaustrategien für landwirtschaftliche Nutzpflanzen fließen.
Mikroskopische Aufnahme einer Rebwurzel, besiedelt mit arbuskulären Mykorrhizapilzen. Die feinen Pilzstrukturen dringen in die Wurzelzellen ein und bilden dort sogenannte Arbuskeln – hochspezialisierte Austauschorgane für Wasser und Nährstoffe. Solche Symbiosen fördern das Pflanzenwachstum und stärken die Widerstandskraft gegen Umweltstress.
Das Harzer Naturdenkmal „Trog“ beherbergt 18 Arten von Wildpflanzen, die eine besondere Bedeutung für die Ernährung und Landwirtschaft haben.
Wildpflanzen können durch ihre Mikrobenpartnerschaften helfen, die mikrobielle Vielfalt im Boden zu erhalten. Viele Bakterien, Pilze und andere Kleinstlebewesen, die in der Umgebung der Wurzeln, dem Rhizospärenraum, leben, versorgen Pflanzen mit Nährstoffen und können sie vor Krankheiten schützen. Oft bilden sie sogar hoch spezialisierte Lebensgemeinschaften. Auf den Agrarflächen gibt es weniger solcher „Lebensgemeinschaften“, da die Kulturpflanzen oft in Regionen wachsen, die weit weg von ihrem ursprünglichen Verbreitungsgebiet sind und die Böden - anders als in der Natur - vom Menschen bearbeitet werden, um sie später zu beernten. Die Zahl der Symbiosen, wie zum Beispiel von Pflanzen mit Mykorrhizapilzen, sinkt und wichtige Auswirkungen wie effiziente Nährstoffaufnahme oder Resilienz gegenüber Umweltstress werden damit ebenfalls weniger.
Wildpflanzen können helfen
Die wilden Verwandten unserer Nutzpflanzen sind eine wichtige Reserve für die mikrobiologische Vielfalt in den Böden, da sie in ihren natürlichen Lebensräumen mit einer Vielzahl nützlicher Mikroorganismen verpartnert sind. Diesen Umstand kann man für Kulturpflanzen nutzen, um sie robuster zu machen. Die Wildpflanzen „locken“ über ihre Wurzelausscheidungen die passenden Mikroben an, sodass sich diese in der Nähe der Pflanze ansiedeln. Die Wissenschaftler schlagen deshalb vor, „Schutzgebiete“ für Wildpflanzen in deren ursprünglichen Lebensräumen einzurichten, in denen diese Zusammenarbeit von Wildpflanze und Pilzen oder Bakterien näher erforscht werden kann. Das sichert zum einen die genetische Vielfalt und bewahrt zum anderen die evolutionär gewachsenen Pflanze-Mikroben-Beziehungen.
Deutsches Projekt IsWEL im Harz gestartet
In Deutschland koordiniert das Julius Kühn-Institut (JKI) eine solche Initiative. Das „IsWEL-Projekt“ sichert im Naturdenkmal „Trog“ bei Quedlinburg das erste genetische Erhaltungsgebiet für sogenannte Wildpflanzen für Ernährung und Landwirtschaft (WEL). Wilde Möhren, Spargel und Vogel-Wicke sind Verwandte heutiger Kulturpflanzen, die es zu schützen gilt. Durch extensive Beweidung mit Schafen bleibt der halboffene Lebensraum erhalten, Samen werden verbreitet, und die typische Artenvielfalt bleibt bestehen. Zusätzlich wird Saatgut gesammelt und in Genbanken eingelagert. So dient das Gebiet nicht nur dem unmittelbaren Schutz vor Ort, sondern auch als genetische und mikrobielle „Sicherheitskopie“ für die Zukunft. Insgesamt sollen im Rahmen des Projekts rund 60 solcher genetischen Erhaltungsgebiete bundesweit ausgewiesen werden – überall dort, wo besonders viele wildlebende Verwandte wichtiger Kulturpflanzen vorkommen.
Zukünftig könnten Züchtungsprogramme mit diesem Wissen bestimmte Gene aus Wildpflanzen nutzen, die die Anlockung passender Mikroorganismen fördern. Denkbar ist auch das Ausbringen von „Mikroben-Cocktails“ auf Felder mit Kulturpflanzen, um etwa die Stickstoffverfügbarkeit oder Krankheitsresistenzen zu verbessern.
Quelle: pflanzenforschung.de
