Mit dem Klimawandel kommt es zu Verschiebungen innerhalb der Jahreszeiten. Nutzpflanzen kommen in Bedrängnis. Ein plötzlicher Frost im späten Frühjahr kann großen Schaden anrichten. Eine deutlich höhere Resilienz weisen Wildarten auf. Jetzt haben Forscher die Kältereaktionen von Walderdbeeren entschlüsselt, um so resistente Züchtungen zu ermöglichen. In der Vergangenheit wurden Nutzpflanzen gezüchtet um den Ertrag zu steigern, häufig zu Lasten ihrer Widerstandsfähigkeit.
Über eine vergleichbare Studie identifizierten Forscher zunächst kältetolerante und -empfindliche Genotypen von Walderdbeeren. Ein Paar von Genotypen, die in Bezug auf ihre Kälteempfindlichkeit gegensätzlich sind, ermöglichte es, physiologische, biochemische, molekulare und metabolische Prozesse zu erkennen, die mit Kältetoleranz in Verbindung stehen. Es lassen sich spezifische Unterschiede im Umgang mit Kältestress beobachten. Es gibt Unterschiede, die bereits vor dem Stress zu beobachten sind. Manche kälteregulierte Gene sind im kältetoleranten Genotyp deutlich stärker. Die Produktion von Proteinen wirkt als zelleigenes Forstschutzmittel und schützt die Membran vor Gefrierschäden. Kältestress wird anfangs von der Pflanze als physikalisches Signal wahrgenommen. Die niedrigen Temperaturen machen die Zellmembran steifer, was wiederum Transportprozesse und die Aktivität von Enzymen beeinflusst. Diese physikalischen Veränderungen lösen eine Signalkaskade aus, bei der das physikalische Signal in ein chemisches umgewandelt und zum Zellkern weitergeleitet wird. Im Zellkern werden dann Gene aktiviert, die eine entscheidende Rolle für die Anpassung an die Kälte spielen.
Die Erkenntnisse der Studie sind von Bedeutung für die Landwirtschaft. „Auf Grundlage dieser Ergebnisse können in Zukunft Kulturerdbeeren gezüchtet werden, die verstärkt Frostschutz-Proteine produzieren, ohne dabei auf Gentechnik zurückzugreifen, da die Züchtung auf natürlichem Wege durch Kreuzung erfolgen kann.
Quelle: KIT (Karlsruher Institut für Technologie)
