Experimentelle Linien von Feldmais, die von einem Team des Agricultural Research Service (ARS) und Universitätswissenschaftlern entwickelt wurden, werden neue kommerzielle Hybriden hervorbringen, die Getreide mit hohem Methioningehalt bieten.
Der Fortschritt, über den in einer aktuellen Ausgabe von berichtet wurde Pflanzenwissenschaftwird eine besonders willkommene Neuigkeit für Bio-Geflügelproduzenten sein, deren Vögel Nahrungsformulierungen der Aminosäure benötigen, um optimales Wachstum, Gesundheit und Produktion von Fleisch und Eiern sicherzustellen.
Als eine von neun essentiellen Aminosäuren und nur zwei, die Schwefel enthalten, hilft Methionin dabei, die Proteinsynthese anzukurbeln, und ist ein Schlüsselbestandteil vieler Gewebe, darunter Knochen, Muskeln, Bänder, Organe, Haut und Federn bei Geflügel. Methionin unterstützt auch wichtige Stoffwechsel-, Verdauungs- und Immunsystemfunktionen.
In ökologischen Produktionssystemen, in denen Weideland zur Verfügung steht, können freilaufende Hühner und anderes Geflügel auf natürliche Weise Methionin durch den Verzehr von Würmern, Insekten und bestimmten Pflanzen aufnehmen. Allerdings ist eine Ergänzung ihrer Ernährung mit synthetischem Methionin im Maisfutter notwendig, um sicherzustellen, dass die Vögel ausreichende Mengen der Aminosäure erhalten.
Bioproduzenten können dies im Rahmen einer bundesstaatlichen Ausnahmeregelung tun, die eine maximale Verwendung von zwei Pfund synthetischem Methionin pro Tonne Futter für Hühner und drei Pfund pro Tonne für Truthähne, Enten und andere Geflügelarten erlaubt. Mittlerweile wird, darunter auch dieses Projekt, geforscht, um natürliche Alternativen zu finden, deren Kosten und Verfügbarkeit versprechen, den Bedarf an synthetischem Methionin vollständig zu ersetzen.
Mais ist beispielsweise ein wichtiger Bestandteil aktueller Futterrationen; Getreide aus kommerziell angebauten Hybriden enthält jedoch sehr wenig Methionin. Glücklicherweise gibt es in Keimplasmasammlungen Quellen für die Variabilität des Merkmals, die mit den richtigen Werkzeugen ermittelt werden können.
Die Gentechnik bietet einen Ansatz; Allerdings sind transgene Pflanzensorten in ökologischen Produktionssystemen nicht erlaubt. Um dieses Problem anzugehen, kombinierten der ARS-Pflanzengenetiker Paul Scott und seine Kollegen den Einsatz zweier konventioneller Pflanzenzüchtungsmethoden – nämlich der doppelten haploiden Induktion und der wiederkehrenden Selektion.
Mithilfe dieser Methoden entwickelten sie 16 Inzuchtmaislinien, deren Methionin-Körnergehalt dem von B101 entsprach – und in einem Fall sogar übertraf – einem Hybrid, der sich aufgrund seiner natürlicherweise hohen Methioninkonzentration als nützlicher Vergleichsmaßstab erwiesen hat. „B101 enthält normalerweise etwa 0,29 Gramm Methionin pro 100 Gramm Getreide, und unsere besten Linien enthalten etwa 0,37 Gramm pro 100 Gramm“, sagte Scott von der ARS Corn Insects and Crop Genetics Research Unit in Ames, Iowa.
Als zusätzlichen Bonus zeigten einige der Inzuchtlinien bei der Bewertung in Feldversuchen auch eine beträchtliche genetische Vielfalt in bestimmten agronomischen Merkmalen – darunter Pflanzenhöhe, Blütezeit, Krankheitsresistenz und orangefarbene Körner.
Weitere Auswertungen sind geplant, darunter auch Geflügelfütterungsversuche.
„Es wird wichtig sein, diese Linien in Hybridkombinationen und in verschiedenen Umgebungen zu testen, um zu verstehen, wie stabil das Merkmal ist und welches Ertragspotenzial sie haben. Außerdem möchten wir einen hohen Methioningehalt mit anderen Merkmalen kombinieren, die für Bio-Geflügelproduzenten von Wert sind.“ „sagte Scott. „Orangengetreide ist eines, an dem wir derzeit arbeiten, ebenso wie die Möglichkeit, transgenen Pollen auszuschließen. Letztendlich möchten wir Mais entwickeln, der eine vollständige Ernährung ohne Nahrungsergänzung bieten kann.“
Mehr Informationen:
Taylor D. Hintch et al., Entwicklung von Mais-Inzuchtlinien mit erhöhter Methioninkonzentration im Getreide aus einer Population mit hohem Methioningehalt, Pflanzenwissenschaft (2023). DOI: 10.1002/csc2.20983