5.08.2020 06:30
Quelle: schweizerbauer.ch - aiz
Forschung
Gen für Knospenruhe entdeckt
Wissenschafter des deutschen Julius-Kühn-Instituts (JKI) haben gemeinsam mit italienischen Kollegen ein Gen identifiziert, welches für die Winterruhe bei Äpfeln von zentraler Bedeutung ist. Mithilfe dieses Wissens könnten künftig neue Sorten gezüchtet werden, die besser vor den negativen Auswirkungen des Klimawandels geschützt werden.

"Es ist wichtig, den Mechanismus der Knospenruhe zu verstehen, um den Obstbau an den Klimawandel anzupassen", sagt Henryk Flachowsky, Leiter des JKI-Instituts für Züchtungsforschung an Obst und Mitautor der Studie. "In vielen Regionen Deutschlands beobachten wir derzeit, dass Apfelbäume infolge der Klimaerwärmung bis zu zwei Wochen früher ihre Winterruhe beenden und blühen. In dieser Zeit treten vielerorts aber auch noch Nachtfröste mit Temperaturen weit unter dem Gefrierpunkt auf. Die Folge sind Frostschäden an den Blüten, die zu Ertragseinbussen führen, so der Experte. 

Macht Knopse unempfindlich

Der Ruhezustand, in dem nahezu kein Stoffwechsel in der Knospe mehr stattfindet, wird als Endodormanz bezeichnet. Sie macht die Knospe unempfindlich für äussere Reize wie Temperatur und Licht. Erst wenn die Knospe einer ausreichenden Anzahl an Kältestunden (Kältebedürfnis) ausgesetzt war, endet diese Phase der Dormanz.

Sobald die Temperaturen wieder ansteigen, bricht die Knospe auf. Dieser Prozess läuft nicht bei allen Apfelsorten gleich ab. Unterschiede im zeitlichen Verlauf der Knospenruhe bieten manchen Sorten einen besseren Schutz vor Frühjahrsfrösten. 

Ein Gen identifiziert

Seit etwa zehn Jahren erforschen JKI-Wissenschafter zusammen mit dem Forschungs- und Innovationszentrum der Edmund-Mach-Stiftung in San Michele all’Adige (Italien) die genetischen Mechanismen, welche die Endodormanz bei Apfelbäumen regulieren. Mit "MdDAM1" haben sie nun ein Gen identifiziert, das bei Äpfeln und anderen Baumobstarten, sowohl beim Eintritt in die Dormanz als auch beim Austritt, eine zentrale Rolle spielt.

Das Gen sorgt im Herbst dafür, dass der Baum das vegetative Wachstum nach und nach einstellt und in die Winterruhe übergeht. Mit zunehmender Zahl der Kältestunden im Winter verliert "MdDAM1" an Aktivität, bis diese Anfang März nahezu vollständig zum Erliegen kommt. Kurz darauf erfolgt der Knospenaufbruch.

Bei Sorten mit einem geringeren Kältebedürfnis ist die Aktivität von "MdDAM1" bereits im Februar sehr niedrig. Bei diesen Sorten brechen die Knospen auch wesentlich früher auf. "Bäume, bei denen das Gen nahezu inaktiv ist, waren hingegen gar nicht mehr in der Lage, die Knospenruhe einzuleiten. Sie blieben das ganze Jahr grün und bildeten fortwährend neue Blätter sowie Blüten", erklärt Flachowsky. 

Ausgehend von diesen Erkenntnissen, werden die Forscher jetzt in den genetischen Ressourcen des Apfels, etwa bei den Sorten und Wildarten in der Obstgenbank des JKI in Dresden-Pillnitz, nach Varianten des "MdDAM1"-Gens suchen und diese auf ihre Verbindung mit Kältebedürfnis sowie Blütezeitpunkt untersuchen. Dadurch liesse sich das Blühverhalten von Apfelsorten besser vorhersagen - eine wichtige Voraussetzung, um neue, an den Klimawandel angepasste Sorten zu züchten.


SCHWEIZER BAUER
BEKANNTSCHAFTEN
DER SCHWEIZER BAUER AUF YOUTUBE