Cornell-Forscher haben in Hanf ein Gen für Resistenz gegen Mehltau entdeckt und geben der jungen Hanfindustrie damit ein neues Werkzeug zur Bekämpfung einer der häufigsten Krankheiten, die die Produktion von Cannabis sativa mit hohem Cannabinoidgehalt beeinträchtigen.
„Diese Entdeckung ist ein großer Fortschritt bei der Züchtung von Sorten, die gegen Mehltau resistent sind“, sagte Larry Smart, Pflanzenzüchter und Professor an der School of Integrative Plant Sciences am College of Agriculture and Life Sciences (CALS). „Die Identifizierung von Resistenzen wird zu einer insgesamt besseren Pflanzenproduktion und -qualität führen.“
„Es ist ein riesiger Fortschritt“, fügte die Pflanzenpathologin Christine Smart, Professorin an der School of Integrative Plant Science am College of Agriculture and Life Sciences und Mitautorin des Papiers, hinzu. Mitglieder der Labore der beiden verheirateten Christine Smart und Larry Smart arbeiteten gemeinsam an dem Projekt.
„Erzeuger, insbesondere für den Innenanbau, investieren viel Mühe und Geld in den Versuch, den Echten Mehltau an ihren Pflanzen zu bekämpfen“, sagte Christine Smart. „Resistente Pflanzen zu haben, wird die Produktion in Innenräumen erheblich verbessern. Dieses Gen wird auch in Hanfsorten für Feldgetreide und Fasern gezüchtet.“
Der Papier „Genetische Kartierung, Identifizierung und Charakterisierung eines möglichen Anfälligkeitsgens für Echten Mehltau in Cannabis Sativa L.“ wurde am 26. September veröffentlicht Molekulare Wechselwirkungen zwischen Pflanzen und Mikroben.
Die Hauptautoren waren George Stack, Ph.D., Postdoktorand an der School of Integrative Plant Science, und Ali Cala, Ph.D.
Echter Mehltau ist ein Pilz, der viele Pflanzen befällt. Seine Sporen sehen aus wie weiße, pudrige Flecken auf Blättern und können sich sehr schnell ausbreiten und andere Blätter infizieren. Der Pilz schädigt das Blattgewebe und verringert die Pflanzenproduktivität.
„Es kann tatsächlich Nährstoffe aus jeder infizierten Zelle des Blattes extrahieren. In den Pflanzen findet nicht so viel Photosynthese statt, daher verringert sich die Pflanzenvitalität und das Pflanzenwachstum“, sagte Christine Smart.
Der Mehltau bleibe auf den Blüten, was den Marktwert der Ernte schmälere und die Ernteerträge deutlich verringern könne, fügte sie hinzu.
Das Forschungsteam identifizierte eine Hanfsorte, die sowohl bei natürlichen Infektionen in Feldversuchen als auch bei kontrollierten Impfungen in Wachstumskammern durchweg resistent gegen Mehltau war. Die Hypothese des Teams war, dass es in dieser Linie ein Resistenzgen gab, also kreuzte Stack diese Linie mit einer anfälligen Linie und pflanzte eine segregierende Kartierungspopulation auf dem Feld an.
Cala inokulierte die Feldversuchspflanzen mit echtem Mehltau und untersuchte die Pflanzen dann auf das Auftreten von Krankheiten, während Stack im Rahmen des Versuchs eine genetische Markeranalyse an mehr als 700 Pflanzen durchführte. Sie fanden heraus, dass 25 % der Pflanzen resistent gegen Mehltau waren, während die restlichen 75 % unterschiedlich anfällig waren. Mithilfe dieser Daten konnten sie das Gen kartieren, das für die Mehltauresistenz verantwortlich ist.
„Wir führten eine Genomsequenzierung der resistenten Linie durch, verglichen sie mit anfälligen Linien und fanden eine Genmutation, die höchstwahrscheinlich für die Resistenz verantwortlich ist“, sagte Stack. „Wir verfügen jetzt über molekulare Marker, die dieses Resistenzgen identifizieren und zur Auswahl von Zuchtlinien verwenden können.“
Hanfforscher können jetzt Kreuzungen durchführen, um das Resistenzgen auf andere Linien zu übertragen – für CBD, Getreide oder Ballaststoffe – und die molekularen Marker verwenden, um nach resistenten Sämlingen zu suchen, ohne die Pflanzen bis zur Reife wachsen zu lassen. Wenn dies legal ist, könnten Züchter das Gen auch in Linien mit hohem THC-Gehalt einführen, um Sorten zu erzeugen, die gegen Mehltau resistent sind.
„Wir versuchen weiterhin, weitere Resistenzgene für Mehltau zu identifizieren und die Wechselwirkungen zwischen dem von uns identifizierten Gen und anderen potenziellen genetischen Resistenzfaktoren zu charakterisieren, um die genetische Resistenz zu maximieren“, sagte Larry Smart.
Mehr Informationen:
George M. Stack et al., Genetische Kartierung, Identifizierung und Charakterisierung eines Kandidatengens für die Anfälligkeit für Echten Mehltau in Cannabis sativa L., Molekulare Wechselwirkungen zwischen Pflanzen und Mikroben (2023). DOI: 10.1094/MPMI-04-23-0043-R