Innovation & Forschung
Gefährlicher Schädling bedroht unsere Maisbestände
Der Westliche Maiswurzelbohrer breitet sich aus: Seit etwa 2007 wurde im Süden Deutschlands der Schädling erstmals auch hierzulande entdeckt. „Er greift die Wurzel der Pflanzen an und führt zu enormen Ertragsausfällen“, sagt Prof. Dr. Ralf Uptmoor von der Agrar- und Umweltwissenschaftlichen Fakultät der Universität Rostock. Der Wissenschaftler rechnet damit, dass sich der Schädling auch in Richtung Norden ausbreiten wird. Deshalb suchen Wissenschaftler um Professor Uptmoor nach Alternativen zum Mais und erforschen seit drei Jahren im Auftrag des Bundesministeriums für Bildung und Forschung die Sorghumhirse, die in Rostock auf Versuchsfeldern und im Gewächshaus angebaut wird. Die Aussichten sind viel versprechend.
03.09.2012
Prof. Dr. Ralf Uptmoor von der Agrar- und Umweltwissenschaftlichen Fakultät der Universität Rostock. Foto: idw-online.de
„Sorghumhirsen, die ihren Ursprung in Äthiopien haben, ähneln im Anbau stark dem Mais, können auch als Energiepflanze oder Futter verwendet werden“, sagt Professor Uptmoor. Sie erreichen Wuchshöhen von bis zu fünf Metern. Es ist eine wichtige Kulturpflanze in Afrika und auch in Südeuropa, Zentralamerika und Südasien. Es wird dort vornehmlich für die Produktion von Mehl und als Futter für Vieh verwendet und ist das Getreide, das 2010 die fünftgrößte Anbaufläche weltweit aufwies - nach Weizen, Mais, Reis und Gerste.
„Die Wurzeln produzieren Blausäure, das könnte der Grund für die Resistenz von Sorghum gegen den Maiswurzelbohrer sein“, sagt Prof. Uptmoor. Deshalb ist sie auch so interessant für die Forscher. Das Problem: Noch ist Sorghum schlecht angepasst an hiesige klimatische Bedingungen, wie beispielsweise tiefere Temperaturen im Mai. Die Toleranz dieser Pflanze besonders gegenüber niedrigen Temperaturen zu verbessern, ist deshalb eine der wichtigsten Herausforderungen für die Wissenschaftler und Prof. Uptmoor. Ein Vorteil: Sorghum kann Trockenperioden besser überstehen als Mais. Auch vor dem Hintergrund, dass die Phosphorvorräte (eine wichtige Nährquelle für Mais) in Mecklenburg-Vorpommern in den nächsten Jahrzehnten abnehmen werden, ist Sorghum interessant für die Rostocker Wissenschaftler und die Landwirtschaft.
„Wir arbeiten daran, dass die Pflanze nährstoffeffizienter wird und sich den hiesigen Bedingungen anpasst“, sagt Prof. Uptmoor. Er testet ein umfangreiches Sortiment von Genotypen der Sorghumhirse. Diese werden während der Aussaat und des Wachstums unterschiedlichen Temperaturen ausgesetzt. „Zudem versuchen wir mit Hilfe des genetischen Fingerabdrucks, die Gene zu identifizieren, die mit Kälteempfindlichkeit und Trockentoleranz in Zusammenhang stehen“, sagt Uptmoor. Für den genetischen Fingerabdruck werden mehrere Abschnitte der Pflanze aus der DNA mit Hilfe einer speziellen Methode vervielfältigt. Einzelne DNA-Sequenzen weisen stark mutierende Wiederholungssequenzen auf. Diese Anzahl wird untersucht. Werden mehrere Abschnitte dieser Regionen untersucht, ergibt sich ein charakteristisches Profil und es lässt sich herausfinden, welche Wiederholungssequenz mit Kühletoleranz in Verbindung steht. „Dann können wir gezielt kühletolerante, aber ertragsschwache Linien mit empfindlichen Hochertragslinien kreuzen und anhand der DNA-Sequenzen kühletolerante Nachkommen mit hohem Ertragspotenzial identifizieren, bevor wir sie im Feld getestet haben“, erläutert Uptmoor. „Am Ende haben wir kühle- und trockentolerante Pflanzen“, gibt er das wissenschaftliche Ziel vor. Bis allerdings Sorten, die perfekt an die hiesigen Umweltbedingungen angepasst sind, auf dem Markt sind, könnten seiner Auffassung nach noch einige Jahre vergehen.
Hintergrund: Westlicher Maiswurzelbohrer
Weil der Lebenszyklus des Westlichen Maiswurzelbohrers teilweise unter der Erde stattfindet, kann man ihn nur schwer bekämpfen. Im vergangenen Jahr tauchte der Schädling besonders häufig im Süden Deutschlands auf. Er ist nach Einschätzung von Experten weltweit der kostenintensivste landwirtschaftliche Einzelschädling. In den USA bezeichnet man ihn deshalb als „Eine-Milliarde-Dollar-Käfer“. Seine Hauptwirtspflanze ist der Mais. Auf Grund seiner großen wirtschaftlichen Bedeutung gilt der Maiswurzelbohrer innerhalb der EU seit 1996 als Quarantäneschädling. Durch diese Einstufung gelten gesetzliche Vorschriften und Ausrottungsmaßnahmen, die bei einem Auftreten des Käfers sofort in Kraft treten müssen, um einer Ausbreitung entgegen zu wirken.
„Die Wurzeln produzieren Blausäure, das könnte der Grund für die Resistenz von Sorghum gegen den Maiswurzelbohrer sein“, sagt Prof. Uptmoor. Deshalb ist sie auch so interessant für die Forscher. Das Problem: Noch ist Sorghum schlecht angepasst an hiesige klimatische Bedingungen, wie beispielsweise tiefere Temperaturen im Mai. Die Toleranz dieser Pflanze besonders gegenüber niedrigen Temperaturen zu verbessern, ist deshalb eine der wichtigsten Herausforderungen für die Wissenschaftler und Prof. Uptmoor. Ein Vorteil: Sorghum kann Trockenperioden besser überstehen als Mais. Auch vor dem Hintergrund, dass die Phosphorvorräte (eine wichtige Nährquelle für Mais) in Mecklenburg-Vorpommern in den nächsten Jahrzehnten abnehmen werden, ist Sorghum interessant für die Rostocker Wissenschaftler und die Landwirtschaft.
„Wir arbeiten daran, dass die Pflanze nährstoffeffizienter wird und sich den hiesigen Bedingungen anpasst“, sagt Prof. Uptmoor. Er testet ein umfangreiches Sortiment von Genotypen der Sorghumhirse. Diese werden während der Aussaat und des Wachstums unterschiedlichen Temperaturen ausgesetzt. „Zudem versuchen wir mit Hilfe des genetischen Fingerabdrucks, die Gene zu identifizieren, die mit Kälteempfindlichkeit und Trockentoleranz in Zusammenhang stehen“, sagt Uptmoor. Für den genetischen Fingerabdruck werden mehrere Abschnitte der Pflanze aus der DNA mit Hilfe einer speziellen Methode vervielfältigt. Einzelne DNA-Sequenzen weisen stark mutierende Wiederholungssequenzen auf. Diese Anzahl wird untersucht. Werden mehrere Abschnitte dieser Regionen untersucht, ergibt sich ein charakteristisches Profil und es lässt sich herausfinden, welche Wiederholungssequenz mit Kühletoleranz in Verbindung steht. „Dann können wir gezielt kühletolerante, aber ertragsschwache Linien mit empfindlichen Hochertragslinien kreuzen und anhand der DNA-Sequenzen kühletolerante Nachkommen mit hohem Ertragspotenzial identifizieren, bevor wir sie im Feld getestet haben“, erläutert Uptmoor. „Am Ende haben wir kühle- und trockentolerante Pflanzen“, gibt er das wissenschaftliche Ziel vor. Bis allerdings Sorten, die perfekt an die hiesigen Umweltbedingungen angepasst sind, auf dem Markt sind, könnten seiner Auffassung nach noch einige Jahre vergehen.
Hintergrund: Westlicher Maiswurzelbohrer
Weil der Lebenszyklus des Westlichen Maiswurzelbohrers teilweise unter der Erde stattfindet, kann man ihn nur schwer bekämpfen. Im vergangenen Jahr tauchte der Schädling besonders häufig im Süden Deutschlands auf. Er ist nach Einschätzung von Experten weltweit der kostenintensivste landwirtschaftliche Einzelschädling. In den USA bezeichnet man ihn deshalb als „Eine-Milliarde-Dollar-Käfer“. Seine Hauptwirtspflanze ist der Mais. Auf Grund seiner großen wirtschaftlichen Bedeutung gilt der Maiswurzelbohrer innerhalb der EU seit 1996 als Quarantäneschädling. Durch diese Einstufung gelten gesetzliche Vorschriften und Ausrottungsmaßnahmen, die bei einem Auftreten des Käfers sofort in Kraft treten müssen, um einer Ausbreitung entgegen zu wirken.
Quelle: UD / fo
