Der Klimawandel wirkt sich negativ auf die Ernährungssicherheit aus. Ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Wolfram Weckwerth von der Universität Wien hat nun in einer Studie die natürliche Variation verschiedener Kichererbsen-Genotypen und deren Resistenz gegenüber Trockenstress untersucht. Die Wissenschaftler konnten zeigen, dass Kichererbsen eine dürreresistente Hülsenfruchtpflanze mit hohem Proteingehalt sind, die auch in städtischen Gebieten Getreideanbausysteme ergänzen kann.
Die Studie ist veröffentlicht im Zeitschrift für Pflanzenbiotechnologie.
Aufgrund des Klimawandels sind in Mitteleuropa lange Perioden von Trockenstress zur Realität geworden und stellen eine große Bedrohung für die Pflanzenproduktivität, Ernten und damit die Ernährungssicherheit dar. Gleichzeitig nimmt die Nutzung der genetischen Vielfalt der Pflanzen ab und das globale Ernährungssystem wird immer einheitlicher. Obwohl es etwa 7.000 essbare Nutzpflanzen gibt, basieren zwei Drittel der weltweiten Nahrungsmittelproduktion auf nur neun Nutzpflanzenarten.
„Diese enge genetische Basis kann mehrere negative Folgen haben, etwa eine erhöhte Anfälligkeit der Pflanzen gegenüber Krankheiten und Schädlingen, eine verringerte Widerstandsfähigkeit gegenüber Faktoren wie Dürre und Klimawandel sowie eine erhöhte wirtschaftliche Fragilität“, erklärt Molekularbiologe Weckwerth.
„Der Erhalt einer ausreichenden pflanzlichen und genetischen Vielfalt ist für die Landwirtschaft von entscheidender Bedeutung, die sich an zukünftige veränderte Bedingungen anpassen muss. Mit unserer neuen Studie haben wir einen wichtigen Schritt in diese Richtung gemacht und die Kichererbse als wichtiges Lebensmittel der Zukunft betrachtet.“
Die Kichererbse gehört derzeit nicht zu den oben genannten Pflanzen, auf denen die weltweite Ernährung derzeit hauptsächlich basiert. Weckwerths internationales Forschungsteam hat die natürlichen Variationen verschiedener Kichererbsen-Genotypen und deren Widerstandsfähigkeit gegenüber Trockenstress erforscht und vielversprechende Ergebnisse erzielt.
Dem Team ist es gelungen, in einem Feldversuch in einer Wiener Stadtregion viele verschiedene Kichererbsensorten unter Trockenstress anzubauen und zu zeigen, dass Kichererbsen eine tolle alternative Hülsenfruchtpflanze mit einem hohen Proteingehalt sind, die den Getreideanbau in städtischen Gebieten ergänzen kann.
„Die verschiedenen Sorten und Wildtypen zeigen sehr unterschiedliche Mechanismen, um mit anhaltendem Trockenstress umzugehen. Diese natürliche genetische Variabilität ist besonders wichtig, um dem Klimawandel standzuhalten und das Überleben der Pflanze zu sichern“, sagt Weckwerth.
„In unserer Studie haben wir einen Stress-Suszeptibilitätsindex (SSI) verwendet, um die Auswirkungen von Trockenstress auf den Ertrag zu bewerten. Dadurch konnten wir Genotypen identifizieren, die unter Stressbedingungen am besten und am schlechtesten abschneiden. Unsere Erkenntnisse sind entscheidend für die Auswahl der Genotypen für die Zucht.“ dürretolerante Kichererbsen“, erklärt Palak Chaturvedi von der Universität Wien, Erstautor der Studie. Das Team nutzte künstliche Intelligenz, multivariate Statistiken und Modellierung, um Marker und Mechanismen für eine bessere Widerstandsfähigkeit gegenüber Dürrestress zu identifizieren.
„Mit ihrem hohen Proteingehalt und ihrer Trockenheitsresistenz sind Hülsenfrüchte wie Kichererbsen ein Lebensmittel der Zukunft. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass ein höherer Anteil an Hülsenfrüchten in den Agrarsystemen eines Landes die Gesamteffizienz der Stickstoffnutzung verbessert – die Landwirtschaft wird dadurch auch nachhaltiger.“ , sagt Weckwerth.
Weitere Informationen:
Palak Chaturvedi et al., Natürliche Variation im Kichererbsen-Metabolom unter Trockenstress, Zeitschrift für Pflanzenbiotechnologie (2024). DOI: 10.1111/pbi.14447