Ein Forschungsteam hat eine Hybridzüchtung von Maniok auf Basis von Inzuchteltern vorgeschlagen, um die Herausforderungen der Verwendung heterozygoter Eltern zu überwinden. Ziel ist es, die Maniokzüchtung durch Beseitigung schädlicher Mutationen und Nutzung von Heterosis zu transformieren. Dieser Ansatz nutzt Technologien für Selbstkompatibilität, Blüteninduktion und doppelte Haploide, gepaart mit Fortschritten in der Genomik.
Durch das Verständnis der Inzuchtdepression, die Entwicklung von Inzucht- oder doppelt haploiden Eltern, die Beseitigung der genetischen Belastung und die Schaffung heterotischer Pools verspricht diese innovative Strategie eine effiziente, kostengünstige und beschleunigte Maniokzucht sowie eine verbesserte Anpassungsfähigkeit und Widerstandsfähigkeit, um wesentlich zur Beendigung des Hungers und zur Verringerung der Armut beizutragen.
Maniok ist eine wichtige Nutzpflanze für die Ernährungssicherheit und das Einkommen in tropischen Regionen und wird wegen seiner Klimaresistenz und Produktivität geschätzt. Trotz seiner Bedeutung hinkt die Maniokforschung hinterher. Die jüngsten Fortschritte durch die NextGen Cassava-Züchtungsinvestition konzentrieren sich auf genomisch unterstützte Züchtung. Es bleiben jedoch Herausforderungen bestehen, da heterozygote Eltern gekreuzt werden müssen, was zu hohen genetischen Belastungen führt.
Eine Studie veröffentlicht In Tropische Pflanzen am 22. Mai 2024 schlägt eine auf Inzuchteltern basierende Hybrid-Maniok-Züchtung vor, mit dem Ziel, die Genauigkeit vorhersagbarer Züchtungen zu verbessern und die Entwicklung wünschenswerter Maniok-Sorten zu beschleunigen.
Die Autoren stellten zunächst die Bedeutung der auf Inzuchteltern basierenden Hybridzüchtung dar und betonten deren Vorteile für Maniok, der für die Kohlenhydratproduktion in den Tropen von entscheidender Bedeutung ist. Maniok hat bei der Produktion von Grundnahrungsmitteln in den Tropen erhebliche Vorteile gegenüber Mais, und die auf Inzuchteltern basierende Hybridzüchtung von Maniok ebnet den Weg für eine nachhaltige und widerstandsfähige Maniokproduktion, indem sie Effizienz, Anpassungsfähigkeit und Kosteneffizienz verbessert und letztlich einen wesentlichen Beitrag zur Beendigung des Hungers und zur Verringerung der Armut während der Klimakrise leistet.
Anschließend wiesen die Forscher auf zwei Schwachpunkte hin, die mit der konventionellen rekurrierenden Selektion bei der Entwicklung neuer Sorten verbunden sind: die hohen Kosten der Ertragstests und die lange Dauer des Züchtungsprozesses. Die mit heterozygoten Eltern verbundene Inzuchtdepression macht es unmöglich, wesentliche Merkmale durch Rückkreuzung zu integrieren.
Um dieses Problem zu lösen, schlugen sie einen innovativen Ansatz vor: die Züchtung von Maniok-Hybriden auf Basis von Inzuchteltern. Ziel ist es, die Maniok-Züchtung durch die Implementierung einer auf Rückkreuzung basierenden Merkmalsintrogression zu verändern, schädliche Mutationen effektiv zu beseitigen und Heterosis systematisch zu erforschen und zu nutzen. Darüber hinaus wurde die Durchführbarkeit der auf Inzuchteltern basierenden Hybridzüchtung bei Maniok analysiert.
Maniok ist selbstkompatibel, was eine grundlegende Voraussetzung für die Hybridzüchtung auf Basis von Inzuchteltern ist. Darüber hinaus haben Fortschritte in der Blüteninduktionstechnologie, der DH-Technologie, der Genomik und des globalen Netzwerks Werkzeuge für eine effiziente, präzise und beschleunigte Hybridzüchtung auf Basis von Inzuchteltern bereitgestellt.
Abschließend schlugen die Forscher vier wesentliche Bereiche vor, auf die man sich in der Anfangsphase konzentrieren sollte, darunter Inzuchtdepression, die Entwicklung von Inzucht- oder doppelt haploiden Eltern, die Bereinigung der genetischen Belastung und die Schaffung heterotischer Pools.
Der leitende Forscher der Studie, Xiaofei Zhang, meint dazu: „Durch gemeinsame Anstrengungen und globale Zusammenarbeit wird die auf Inzuchteltern basierende Hybrid-Maniok-Züchtung die Maniokzucht und -produktion verändern und Widerstandsfähigkeit und Anpassungsfähigkeit sicherstellen, um einen wesentlichen Beitrag zur Beendigung des Hungers und zur Verringerung der Armut während der Klimakrise zu leisten.“
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die genomisch unterstützte Züchtung die Maniok-Selektion verbessert hat, heterozygote Eltern jedoch eine effiziente Merkmalsintrogression behindern. Diese Studie schlägt eine auf Inzuchteltern basierende Hybridzüchtung vor, die neben genomischen Fortschritten auch Technologien zur Selbstkompatibilität, Blüteninduktion und doppelten Haploiden nutzt.
Dieser Ansatz verspricht eine Verbesserung der Effizienz, Anpassungsfähigkeit und Kosteneffizienz der Maniok-Züchtung und trägt so erheblich zur Ernährungssicherheit und Armutsbekämpfung in Zeiten des Klimawandels bei.
Mehr Informationen:
Xiaofei Zhang et al., Auf dem Weg zur Transformation der Maniokzucht: Nutzung von auf Inzuchteltern basierenden Hybridzüchtungsstrategien, Tropische Pflanzen (2024). DOI: 10.48130/tp-0024-0024