Welche Züchtungsmethoden gibt es?

Verschiedene Wege führen zum Ziel

Mehltauresistenz bei Gerste: Durch Einkreuzung der äthiopischen Landrasse (links) wurde der europäische Elitekultivar (rechts) ebenfalls gegen Mehltau resistent (ab ca. 1930).
Hybridzüchtung wird neben Mais auch bei Zuckerrüben, Sonnenblumen, vielen Gemüsearten, Getreide wie Weizen und Roggen und Zierpflanzen verwendet.
Smart Breeding

Weltweit geht rund ein Drittel der Ernte durch Pflanzenkrankheiten, Schädlinge und Unkräuter verloren. Darüber hinaus sind die zukünftigen Herausforderungen enorm, bedingt durch eine beständig wachsende Weltbevölkerung bei gleichzeitig abnehmenden Anbauflächen und sich wandelnden klimatischen Bedingungen. Um auch weiterhin in ausreichender Menge qualitativ hochwertige und umweltverträglich produzierte Erträge zu erzielen, benötigen wir eine leistungsfähige und innovative Pflanzenzüchtung.

Im letzten Jahrhundert konnten die klassischen Züchtungsmethoden, die auf Selektion und Kreuzung basieren, um neue Praktiken ergänzt werden. Durch Techniken, die das Aufspüren der für die Weiterzucht geeigneten Pflanzen erleichtern oder Techniken, die das Hinzufügen einzelner Eigenschaften ermöglichen, konnte die Pflanzenzüchtung effektiver gestaltet werden. Die Vorraussetzungen dafür wurden durch Grundlagenforschung an Pflanzen geschaffen.

Klassische Methoden

Die Auslesezüchtung ist die älteste Zuchtform. Sie wurde zunächst als Massenauslese betrieben, bei der es zum Anbau verbesserter Gemische einer Pflanzenart kam. Später wurden aus diesen Gemischen (Landsorten) die besten Einzelpflanzen ausgewählt. Dadurch wurden die Landsorten in genetisch einheitliche Linien zerlegt (Landrassen).

Unter Kombinationszüchtung versteht man die Kreuzung von Pflanzen mit dem Ziel, Merkmale neu zu kombinieren. Dabei können verschiedene Sorten einer Kulturpflanze miteinander gekreuzt werden oder es werden Wildarten in die Kulturpflanze eingekreuzt.

Aus den Einzelkreuzungen werden nur die erfolgversprechendsten ausgelesen. Während man bei Selbstbefruchtern die Eigenbefruchtung verhindern muss, um neue Kombinationen herstellen zu können (künstliche Kreuzung), wird bei Fremdbefruchtern gezielt mit einem anderen Partner gekreuzt.

Die Hybridzüchtung ist eine Weiterentwicklung der Kombinationszüchtung. Zwei genetisch unterschiedliche, aber reinerbige Elternpflanzen (Inzuchtlinien) werden miteinander gekreuzt. Die Nachkommen dieser Kreuzung sind ihren Eltern in Wuchs und Ertrag weit überlegen. Dieses Phänomen wird Heterosis genannt. Das Erntegut einer Hybridsorte kann allein schon aus wirtschaftlichen Gründen nicht als Saatgut verwendet werden, da in der Folgegeneration durch Eigenschaftsaufspaltung der Heterosiseffekt und damit der hohe Ertrag verloren geht.

Bis zur fertigen Sorte müssen zahlreiche Prüfungen durchgeführt werden. Von der ersten Kreuzung bis zur Sortenzulassung dauert es etwa 12 bis 15 Jahre.

Neue, ergänzende Methoden

In der markergestützten Züchtung werden molekularbiologische Techniken wie PCR, Sequenzierung oder Inhaltsstoffbestimmung eingesetzt, um Kreuzungsnachkommen auf ihre genetische Zusammensetzung hin zu untersuchen und mit den Ausgangspflanzen zu vergleichen. Durch die Erstellung eines solchen „genetischen Fingerabdrucks“ kann bereits bei Jungpflanzen festgestellt werden, welche für die Weiterzucht geeignet sind. Der Züchtungsaufwand verkürzt sich.

Smart Breeding ist eine „Verfeinerung“ der markergestützten Züchtung. Diese auch als Präzisionszucht bezeichnete Methode ermöglicht es, interessante Genvariationen aufzuspüren oder Wildpflanzen gezielter und effektiver als bislang für die Züchtung zu nutzen.

Während die Mutationszüchtung durch radioaktive Bestrahlung oder Chemikalien das Erbgut ungerichtet verändert und damit die Eigenschaftzusammensetzung von Pflanzen nur zufällig und ungezielt beeinflusst, erfolgt bei der Gentechnik die gezielte Einfügung eines Gens oder weniger Gene und damit neuer Eigenschaften. Diese Einfügung kann über Art grenzen (transgene Pflanze) hinweg, aber auch innerhalb einer Art (cisgene Pflanze) erfolgen.