VANILNOIR

Weizenzüchtung: eine Investition in die Zukunft

Die Schweiz ist bekannt für ihr hochwertiges, aber auch vielfältiges Brotangebot und die vielen regionalen Spezialitäten. Am Anfang dieses Erfolgs steht das vor mehr als hundert Jahren lancierte Schweizer Weizenzüchtungsprogramm. Heute werden Weizensorten für das «Brot von morgen» gezüchtet.

Agroscope, das Kompetenzzentrum des Bundes für landwirtschaftliche Forschung, befasst sich intensiv mit der Pflanzen- und Sortenzüchtung. Diese sehr alte Technik besteht darin, Pflanzen durch Hybridisierung und Selektion genetisch so zu verändern, dass sie den Bedürfnissen der Menschen am besten entsprechen. Dario Fossati, Fachmann für Weizenzüchtung in Changins, Kanton Waadt, fasst es wie folgt zusammen: «Die Schweizer Forschung war stets auf die bestmögliche Backqualität, die Resistenz gegenüber Krankheiten und den wirtschaftlichen Ertrag ausgerichtet». Wie wurde die Schweiz zu einer Referenz für Weizensorten mit einer überdurchschnittlichen Backqualität?

Kurzer Rückblick

Weizen wurde bereits vor Jahrtausenden domestiziert und kultiviert und wurde dadurch zu einem wichtigen Getreide für die menschliche Ernährung. Die Bauern versuchten, die Produktion zu steigern, indem sie bei der Ernte die besten Ähren auswählten und deren Körner als Saatgut einsetzten. Ende des 19. Jahrhunderts gab es in der Schweiz sehr viele lokale Weizensorten, und die Bauern verwendeten Jahr für Jahr ihr eigenes Saatgut. Diese sogenannte Massenselektion gewährleistete einen relativ stabilen Ertrag von einer Ernte zur nächsten, das Verbesserungspotenzial war jedoch beschränkt.

VANILNOIR © Carole Parodi, Agroscope

Während des ersten Weltkriegs erklärte der Bund die Saatgutversorgung zu einer Priorität für die Schweiz. Die wissenschaftliche Weizenzüchtung wurde systematisiert, und die Züchter mussten alle verfügbaren Mittel einsetzen, um eine gewisse Ernährungssicherheit der Schweizer Bevölkerung, die mehrheitlich bereits nicht mehr in der Landwirtschaft tätig war, sicherzustellen.

Der Bund führte insbesondere ein Monopol für den Erwerb von Weizensaatgut ein. So wurde für die Landwirte ein Anreiz geschaffen, Saatgut mit staatlicher Garantie zu kaufen und hochwertigen Weizen anzubauen, der ausschliesslich für die Herstellung von Brot für den inländischen Konsum bestimmt war. Neben der Gewährleistung der Backqualität mussten die Weizensorten auch sehr ertragreich und krankheitsresistent sein, was eine grosse Herausforderung für die Züchterinnen und Züchter darstellte.

ForscherInnen von Agroscope testen die Krankheitsresistenz von Getreidesorten. © Carole Parodi, Agroscope
ForscherInnen von Agroscope testen die Krankheitsresistenz von Getreidesorten. © Carole Parodi, Agroscope

Vielfältige Ziele 

«Die Backqualität einer Weizensorte ist abhängig von der Menge und Qualität der Proteine, insbesondere vom Gluten, das für die Elastizität des Teigs entscheidend ist. Je höher jedoch der Proteingehalt, umso niedriger der Ertrag», erklärt Dario Fossati. Wenn also bei der Entwicklung einer neuen Sorte zu viele Anforderungen erfüllt werden müssen, lässt sich das Ziel nicht erreichen. Wie gehen die Weizenzüchter bei der Sortenentwicklung vor? 

Das Hauptziel der Züchterinnen und Züchter besteht darin, Sorten zu entwickeln, die besser sind als die bereits bestehenden. Wenn sich in der Kultur einer Elitesorte (einer Sorte mit zahlreichen Qualitäten) eine Krankheit, ein Schädling oder sonst eine Schwäche bemerkbar macht, versuchen die Züchter die Sorte resistent gegenüber diesen Angriffen zu machen: «Mit einer resistenten Pflanze kann auf den Einsatz von Chemikalien verzichtet werden. So lassen sich die Kosten für die Landwirtschaft senken, der Ertrag stabilisieren und vor allem die Umweltbelastung reduzieren, was ein immer wichtigeres Ziel ist.» 

Die Staubblätter der ersten Weizensorte werden sachte entfernt, um die Bestäubung mit einer zweiten Sorte zu ermöglichen. © Carole Parodi, Agroscope
Die Staubblätter der ersten Weizensorte werden sachte entfernt, um die Bestäubung mit einer zweiten Sorte zu ermöglichen. © Carole Parodi, Agroscope

Um dieses Ziel zu erreichen, kann eine Sorte durch Rückkreuzung verbessert und so beispielsweise resistent gegenüber Krankheiten gemacht werden. Zu diesem Zweck wird die Elitesorte mit dem Pollen einer anderen Sorte befruchtet, die über das gewünschte Resistenz-Gen verfügt. Dieser Prozess wird bei der Nachkommenschaft dieser Kreuzung so lange wiederholt, bis man eine Weizensorte erhält, die alle Merkmale der Elitesorte und zusätzlich das Resistenz-Gen enthält. 

Jede Weizensorte weist zahlreiche sortenspezifische Merkmale auf. Durch die Kreuzung von zwei Sorten kann eine neue Vielfalt geschaffen werden, die den Züchterinnen und Züchtern ermöglicht, Generation um Generation die Exemplare zu identifizieren, die am besten dem Pflichtenheft entsprechen. Dabei handelt es sich um eine Stammselektion.

Für die Züchtung werden die Pflanzen von Hand bestäubt. © Carole Parodi, Agroscope
Für die Züchtung werden die Pflanzen von Hand bestäubt. © Carole Parodi, Agroscope

Das Auswahlverfahren dauert Jahre, da es viele Generationen braucht, um eine neue genetische Zusammensetzung zu stabilisieren.

Fortschritte dank der Genetik

Was ist mit den wissenschaftlichen Innovationen im Genetikbereich? «Die Fortschritte in der Genomik (Wissenschaft des Genoms und der DNA-Moleküle) sind für das Auswahlverfahren sehr nützlich», erklärt Dario Fossati. Dadurch wird die Verwendung der genetischen Ressourcen früherer Sorten oder weizenverwandter Arten gefördert, da sich interessante Gene dieser Pflanzen effizienter in die Elitesorten integrieren lassen als früher. «Wir setzen auch molekulare Marker ein. Diese ermöglichen, ein interessantes Gen in jedem Entwicklungsstadium einer Pflanze nachzuweisen, wodurch sich das Auswahlverfahren verkürzt. Die markergestützte Züchtung ist jedoch immer noch kostspielig und ersetzt die Beobachtung im Feld nicht», so der Fachmann. Die Verwendung von elektronischen Sensoren, die beispielsweise an Drohnen angebracht werden, ist in Entwicklung, wird aber bei der Züchtung noch nicht routinemässig eingesetzt.

Brot aus der Weizensorte VANILNOIR, die von Agroscope wegen ihrer dunklen Farbe und ihrem Geschmack gezüchtet wird. © Carole Parodi, Agroscope
Brot aus der Weizensorte VANILNOIR, die von Agroscope wegen ihrer dunklen Farbe und ihrem Geschmack gezüchtet wird. © Carole Parodi, Agroscope

Die Anforderungen ändern sich laufend

Mit dem Weizenzüchtungsprogramm sollen Sorten entwickelt werden, die den Bedürfnissen aller beteiligten Stufen, von der Vermehrung bis zum Konsum, entsprechen. Die Sorten müssen an die Klimabedingungen und die landwirtschaftliche Entwicklung angepasst sein: «Da die Entwicklung einer neuen Sorte zeitaufwändig ist, müssen wir immer versuchen, die Anforderungen an den Weizen in zehn bis fünfzehn Jahren zu antizipieren. Während die höchstmögliche Reduktion des Einsatzes von Chemikalien in den Kulturen eine grosse Herausforderung für die Forschung darstellt, lässt sich auch eine Tendenz zu Mehlen mit mehr gesundheitsfördernden Elementen feststellen. Es ist daher von zentraler Bedeutung, dass die Züchterinnen und Züchter über eine grosse Palette von Sorten mit sehr unterschiedlichen genetischen Eigenschaften verfügen, um die sich ständig ändernden Marktanforderungen erfüllen zu können.

Video zur Weizenzüchtung: Youtube

Mehr Informationen zur Ackerpflanzenzüchtung: Agroscope

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