Lebensmittelsicherheit und Tierwohl: Wissenschaftler wollen Pilzrückstände in Weizen reduzieren

Der Getreidepilz Fusarium gehört zu den wichtigsten Krankheitserregern im Weizenanbau. Neben Ernte- und Qualitätsverlusten führen Fusarien zu Belastungen des Getreides mit giftigen Stoffwechselprodukten (Mykotoxinen), die Gesundheit von Mensch und Tier gefährden. Um diese Gifte langfristig zu reduzieren, arbeiten Prof. Dr. Thomas Miedaner von der Universität Hohenheim und sein Team an der Entwicklung neuer pilzresistenter Weizensorten.

„Wir wollen durch eine Analyse des gesamten Weizengenoms die Regionen für die Resistenz gegen Fusarium dingfest machen“, sagt Prof. Dr. Miedaner. Das Bundesministerium für Forschung und Entwicklung (BMBF) fördert das internationale Projekt mit rund 1,6 Mio. Euro. 362.000 Euro davon entfallen auf die Universität Hohenheim und machen das Projekt zu einem der Schwergewichte der Forschung.

Mykotoxine im Weizen können in einer höheren Dosierung zu einem geschwächten Immunsystem führen und die Fruchtbarkeit verringern. Dies wurde vor allem an Schweinen berichtet. Gleichzeitig reduzieren sie auch den Ernteertrag von Weizen. Für die Produktion von Lebensmitteln gibt es in der EU inzwischen strenge Grenzwerte für einige Mykotoxine.

Auch zur Einhaltung des Tierwohls wurden Orientierungswerte verabschiedet. Deshalb ist es für die Nachhaltigkeit des Weizenanbaus entscheidend, möglichst toxinfreien Weizen zu produzieren. Daran arbeiten Prof. Dr. Miedaner und sein Team.

„Wir wollen im ersten Schritt die Bereiche im Weizengenom erkennen, die für die Fusarienresistenz verantwortlich sind“, sagt Prof. Dr. Miedaner. „Dazu untersuchen wir rund 1.200 Weizensorten auf ihre Resistenz im Feldversuch und analysieren ihr Genom.Wenn wir dabei Zusammenhänge finden, können wir resistente Pflanzen bereits im Labor anhand ihrer DNS erkennen.“

In Zukunft können mit Hilfe dieser „genomischen Selektion“ effektiver resistente Weizensorten gezüchtet werden, was nicht nur für Lebensmittel wichtig ist, sondern auch unseren Nutztieren gut tut. Denn rund die Hälfte des deutschen Weizens landet im Futtertrog.

Weizen muss fast 30 Kriterien erfüllen

Die Herausforderung der Züchtung neuer Weizensorten besteht darin, dass diese neben ihrer Fusarienresistenz noch viele andere Kriterien erfüllen müssen, um sich auf dem hart umkämpften Weizenmarkt zu behaupten: „Dazu zählen beispielsweise die Backqualität und eine frühe Reife, ebenso wird Kurzstrohigkeit erwünscht“, sagt Prof. Dr. Miedaner. Insgesamt müsse ein „guter“ Weizen knapp 30 Kriterien erfüllen.

„In unserem Projekt analysieren wir mit einer neuen chipbasierten Technik das Genom sowohl des Weizens als auch der Fusarien und testen anschließend die Wirkung der gefundenen Gene im Feldversuch.“ Ziel ist es, durch eine Kreuzung die optimale Kombination von Weizen-Genotypen zu finden und zu verstehen was die Fusarium-Pilze so gefährlich macht.

„Wir möchten möglichst viele positive Eigenschaften des Weizens mit der neuen Methode vereinen“, sagt Prof. Dr. Miedaner. Die Feldversuche in Hohenheim sollen im kommenden Juni zur Weizenblüte starten. Die größte Schwierigkeit: Es könnte sein, dass die Pilze (die Fusarien) aggressiver werden, wenn wir hoch resistenten Weizen auf großen Flächen anbauen. „Aber ob das wirklich so ist, genau daran arbeiten wir.“

Hintergrund: Fusarien
Die Pilzgattung Fusarium umfasst über 150 verschiedene Arten. Von Fusarien verursachte Pflanzenschäden sind in den meisten Regionen der Welt bekannt. Die Pilze hinterlassen in den Ähren von Getreide Stoffwechselprodukte, die auf Menschen und Tiere eine giftige Wirkung haben und deshalb auch als Mykotoxine bezeichnet werden. Seit sich der Weizenanbau in den vergangenen 50 Jahren in Europa intensiviert hat und immer mehr Mais angebaut wird, der von den gleichen Fusarien befallen wird, vermehren sich Fusarien stark.

Hintergrund: Forschungsprojekt „Genombasierte Analyse des Pathosystems Weizen/Fusarium für die Entwicklung von gesunden Nahrungs- und Futtermitteln (FusResist)“

Das Projekt „Genombasierte Analyse des Pathosystems Weizen/Fusarium für die Entwicklung von gesunden Nahrungs- und Futtermitteln (FusResist)“ ist ein Gemeinschaftsprojekt von deutschen und kanadischen Forschungseinrichtungen sowie zwei Pflanzenzüchtern.

In Deutschland sind neben der Universität Hohenheim die folgenden Forschungseinrichtungen beteiligt:
• das Julius Kühn-Institut (JKI), Quedlinburg
• das Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzen (IPK)
Ebenso sind die folgenden kanadischen Universitäten und Forschungsinstitute beteiligt:
• Agriculture & Agrifood Canada (AAFC)
• University of Saskatchewan
• University of Manitoba
• University of Guelph
• National Research Council of Canada (NRC)

Das vom Bundesministerium für Forschung und Entwicklung (BMBF) im Rahmen des Bioökonomie-Programms geförderte Projekt läuft seit Juli 2015 und ist auf drei Jahre angelegt. Die Arbeit an der Universität Hohenheim wird mit 362.000 Euro gefördert. Damit zählt das Projekt zu einem der Schwergewichte der Forschung an der Universität.

Hintergrund: Schwergewichte der Forschung
Rund 30,1 Mio. Euro an Drittmitteln akquirierten Wissenschaftler der Universität Hohenheim 2014 für Forschung und Lehre. In loser Folge präsentiert die Reihe „Schwergewichte der Forschung“ herausragende Forschungsprojekte mit einem Drittmittelvolumen von mindestens 250.000 Euro bei den Experimental- bzw. 125 000 Euro bei den Sozial- und Gesellschaftswissenschaften.
Text: A. Schmid

Kontakt für Medien:
Prof. Dr. Thomas Miedaner, Universität Hohenheim, Landessaatzuchtanstalt
T 0711 459-22690, E thomas.miedaner@uni-hohenheim.de