Botanik Fruchtbarkeit zum an- und abschalten

Ob die Pollen von ertragreichen Straucherbsen-Hybriden fruchtbar oder steril sind, hängt von der Temperatur ab. Das liegt an unterschiedlichen Mengen des Wachstumshormons «Auxin» je nach Wärmegrad, berichtet ein indisch-österreichisches Forscherteam.

Durch gut abgestimmte Temperaturen beim Wachstum oder Auxingabe sei die Fruchtbarkeit steuerbar, so die Forscher im Fachjournal «The Plant Genome».

Straucherbsen (Cajanus cajan) sind trockenheitstolerante Pflanzen und werden vor allem von Kleinbauern in Ländern in tropischen und subtropischen Regionen wie Indien, Nepal, Kenia und Tansania angebaut. Es gibt Linien, deren Pollen je nach Temperatur steril oder fruchtbar sind. Kreuzt man diese Linien mit einer anderen natürlichen oder gezüchteten Linie (Hybridisierungsprozess), können die entstehenden Hybride durch «Heterosis-Effekte» bis zu 40 Prozent höhere Erträge als andere Sorten liefern, so die Forscher.

Ein Team um Rajeev Varshney vom International Crops Research Institute for the Semi-Arid Tropics (ICRISAT) in Hyderabad (Indien) und Wolfram Weckwerth vom Department für Funktionelle und Evolutionäre Ökologie der Universität Wien untersuchte, warum warme Temperaturen die Pollen steril machen. Die Forscher fanden heraus, dass die Biosynthese (Herstellung) und der Transport des Wachstumshormons Auxin in dieser Linie bei hoher Temperatur gestört ist. Dadurch gibt es Probleme bei der Pollenentwicklung. Der Pollen hungert aus und wird unfruchtbar.

Bei Bedarf schneller Fruchtbarkeits-Ankick

«Wir haben herausgefunden, dass man die Pollen mit einer Auxinzugabe oder bei niedriger Temperatur fruchtbar machen kann», erklärte Weckwerth im Gespräch mit der Nachrichtenagentur APA. Demnach sind die Tagestemperaturen dafür entscheidend, ob die Pollen steril oder fertil sind, und man kann das beim Anbau gut genau kontrollieren. Ausserdem sei dies mit Auxinzugabe steuerbar.

Dass die Pollen einmal fruchtbar, einmal unfruchtbar sind, ist eine für den Anbau und die Straucherbsenzucht erwünschte Eigenschaft, sagte der Forscher: «Zum einen gewährleistet man damit die Kreuzung der gewünschten Linien, zum anderen braucht man sie hingegen zur Vermehrung in einem fruchtbaren Zustand.»

Fachartikellink https://doi.org/10.1002/tpg2.20028)