Wissenschaftler in Plowdiw untersuchen die einzigartigen molekularen Mechanismen von Wildpflanzen, die ihnen helfen, sich an extreme klimatische Bedingungen anzupassen und resistent zu bleiben. Seit einigen Jahren führen sie genetische und molekularbiologische Untersuchungen an einer Pflanze durch, die als geschützte Art ausschließlich in den Rhodopen vorkommt. Diese Pflanze wird als „wiedererwachende Pflanze“ bezeichnet. Welche entscheidenden Antworten sich in ihren Überlebensmechanismen verbergen und wie die Ergebnisse der Experimente in der zukünftigen Landwirtschaft Anwendung finden können, zeigt der Bericht aus der Rubrik „Das Klima – die heiße Wahrheit“.

Die Entdeckungen und Ergebnisse der Experimente könnten bedeutende Auswirkungen auf die zukünftige Landwirtschaft haben, welches der Schwerpunkt des Berichts aus der Reihe „Das Klima – die heiße Wahrheit“ ist.

Gurken, Kohl, Zwiebeln, Zucchini und Rüben sind allesamt Gemüse, die viel Wasser benötigen. Allerdings verändern sich die Jahreszeiten – Dürreperioden und hohe Temperaturen erschweren den Anbau dieser Pflanzen zunehmend. Am Zentrum für Spitzenforschung in der pflanzlichen Systembiologie und Biotechnologie suchen Wissenschaftler nach Lösungen für dieses Problem. Die Pflanze, die als Rhodopischer Silivriak bekannt ist, hat die Aufmerksamkeit der Forscher auf sich gezogen, weil sie unter langen Dürrezeiten, extrem niedrigen Temperaturen und mangelndem Licht überlebt. Und dies mit nur 4 Prozent Wasser in ihren Geweben, während die meisten anderen Pflanzen bereits bei weniger als 40 Prozent absterben.

Dr. Nikola Stajkov, molekularer Biologe, erklärt: „Dies ist eine praktisch völlig trockene Pflanze, die nicht abstirbt. Wenn man sie gießt, saugt sie sich wieder mit Wasser voll und erreicht normale Mengen, als ob nichts passiert wäre.“

Deshalb wird sie als „wiedererwachende Pflanze“ bezeichnet. Im Zentrum werden die molekularen Mechanismen erforscht, die es der Rhodopischen Silivriak ermöglichen, in extremen klimatischen Bedingungen zu überleben, während sie in vitro gezüchtet und vermehrt wird.

Dr. Nikola Stajkov betont: „Wir haben ihr Genom bereits entschlüsselt und können sagen, dass es einzigartig ist – sehr unterschiedlich zum Genom anderer Pflanzen.“ Das Ziel ist es, die Ergebnisse dieser Studien auf landwirtschaftliche Kulturen anzuwenden und durch Selektion dürreresistente Sorten zu schaffen.

„Statt den Anbau von Mais aufzugeben und ihn durch Sorghum zu ersetzen, das viel resistenter gegen Dürre ist, könnten wir an der Schaffung dürre-resistenter Maissorten arbeiten. Oder auch an Gurken und Tomaten, die ebenfalls viel Wasser benötigen. Oder frühreifenden Sorten, um uns an diese Veränderungen anzupassen“, ergänzt Dr. Nikola Stajkov.

Im Rahmen des Projekts werden verschiedene landwirtschaftliche Kulturen in Gewächshäusern und Versuchsfeldern zu Forschungszwecken vom Wissenschaftsteam des Zentrums in Plowdiw angepflanzt. Dort werden unterschiedliche klimatische Bedingungen simuliert, unter denen landwirtschaftliche Kulturen verschiedenen Umweltstress getestet werden.

Dr. Emil Vatow ist ein Wissenschaftler, der mit 170 Pfefferlinien experimentiert. Er erklärt: „Wir zielen darauf ab zu verstehen, was in ihrer Vielfalt einige Linien anfälliger und andere widerstandsfähiger macht. Zum Beispiel gibt es hier eine Sorte mit dichten, schönen, großen Blättern, und hier ist eine mit einem kleinen Problem. Auf dieser Vielfalt bauen wir, um herauszufinden, was diese Sorte von der anderen unterscheidet.”

Ein weiteres grundlegendes Forschungsprojekt, das sich in der experimentellen Phase befindet, zielt darauf ab, die Haltbarkeit von Erdbeeren und Himbeeren zu verlängern, die am empfindlichsten auf intensive Sonneneinstrahlung und hohe Temperaturen reagieren.

Dr. Emil Vatow berichtet von positiven Ergebnissen mit einigen Präparaten, eines davon ist ein Extrakt aus Algen, der keine negativen Auswirkungen auf die Umwelt hat. Die Tests zeigen bereits vielversprechende Resultate, und in den letzten Phasen der Studie sind auch Landwirte beteiligt, die die Pflanzen der Zukunft anbauen.

„Wir beginnen, noch bevor die Veränderungen eintreten, darüber nachzudenken und uns darauf vorzubereiten. Eine neue Sorte könnte beispielsweise innerhalb von 5 bis 15 Jahren geschaffen werden“, erklärt Dr. Nikola Stajkov.

„Die Anpassung ist ein grundlegendes Gesetz der Natur. Sie ist möglich, aber die Wissenschaft bietet uns viel größere Möglichkeiten, damit dies rechtzeitig geschieht“, ergänzt Dr. Emil Vatow.

Der Klimawandel ist ein irreversibler Prozess. Jeder einzelne Grad Anstieg der durchschnittlichen Jahrestemperatur könnte die Erträge von kultivierten Pflanzen um 10 Prozent reduzieren, warnen die Wissenschaftler. Daher suchen sie nach Lösungen in zwei Richtungen: Die Beseitigung der Schäden durch menschliches Handeln und die Anpassung an die neuen Lebensbedingungen, die die Natur bereits schafft.