Ein Forschungskonsortium unter Leitung der Technischen Universität München (TUM) und mit Beteiligung des IPK analysierte 185 genetisch unterschiedliche Linien der Modellpflanze Arabidopsis thaliana, um grundlegende Mechanismen der Bor-Effizienz zu entschlüsseln. Hintergrund ist, dass Bor als essenzieller Mikronährstoff für Zellwandstabilität, Wachstum und Reproduktionsleistung vieler Pflanzen fungiert. Klimawandelbedingte Extremereignisse – insbesondere Dürre und Überflutungen – beeinträchtigen jedoch die Verfügbarkeit des Elements, was die Ertragsstabilität empfindlicher Kulturen gefährdet.
Die Analyse identifizierte mehrere Arabidopsis-Untergruppen, vorwiegend aus borarmen nordeuropäischen Standorten, die trotz limitierter Bor-Zufuhr robuste Wachstumsleistungen zeigten. Trotz unterschiedlicher Herkunft der Genotypen fand das Team eine zentrale gemeinsame Anpassung: Unter Bor-Mangel modifizieren die bor-effizienten Linien ihre Wurzelarchitektur. Sie bilden ausgeprägtere, länger auswachsende und stärker lateral abzweigende Wurzeln, wodurch der funktionale Erschließungsraum des Bodens vergrößert wird. Dadurch können selbst geringe Bor-Angebote noch effektiv genutzt werden.
Parallel dazu wurden genomische Regionen identifiziert, die an der Regulation von Bor-Aufnahme und -Nutzung in Wurzeln und Sprossgewebe beteiligt sind. Diese Loci könnten künftig als Selektionsmarker dienen, um Nährstoffeffizienz gezielt in Kulturen zu verankern.
Auf Basis dieser Ergebnisse richtet sich der Fokus nun auf Raps – eine Nutzpflanze, die genetisch eng mit Arabidopsis verwandt ist, aber in der Praxis besonders empfindlich auf abiotischen Stress reagiert. Die Forschenden erwarten, dass sich zentrale Mechanismen der Bor-Effizienz übertragen lassen. Ziel ist es, leistungsstarke, bor-effiziente Rapsgenotypen zu identifizieren, deren physiologische und genetische Strategien zu charakterisieren und diese Merkmale in hochertragreiche Zuchtlinien einzubringen. Langfristig soll so eine Kombination aus Ertragsstärke und erhöhter Klimaresilienz erreicht werden.
