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Breeding forage and grain legumes to increase EU's and China's protein self-sufficiency

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Zuchtfortschritte bei Hülsenfrüchten

Ein EU-finanziertes Projekt unterstützt die EU und China dabei, ihre Abhängigkeit von Proteinimporten zu verringern.

Lebensmittel und natürliche Ressourcen

Hülsenfrüchte (Leguminosen) sind ein wichtiger Bestandteil im Futter- und Lebensmittelsektor und können zur Verbesserung der Bodenqualität beitragen. Die proteinreichen Pflanzen fördern nicht nur den Eintrag von Stickstoff in Anbauflächen, sie sind auch eine ernährungsphysiologisch günstige pflanzliche Alternative zu Fleisch. Da dieser Markt exponentiell wächst, erfolgen zunehmende Anstrengungen, das Potenzial pflanzlicher Proteinproduktion zu erschließen. Den Anbau von Leguminosen voranzutreiben, wäre somit in vieler Hinsicht sinnvoll. Obwohl in Europa und China die agrarökologischen Bedingungen für den Anbau pflanzlicher Proteine eigentlich günstig sind, ist das Potenzial dort noch kaum erschlossen, was beide Regionen stark von Proteinimporten und intensivem Einsatz synthetischer Stickstoffdünger abhängig macht. Das EU-finanzierte Projekt EUCLEG sollte dazu beitragen, diese Abhängigkeit zu verringern. „Unser Schwerpunkt war, das Sortenangebot bei Leguminosen zu erhöhen“, erläutert Bernadette Julier, Projektkoordinatorin und Forschungsdirektorin am Französischen Nationalen Forschungsinstitut für Landwirtschaft, Ernährung und Umwelt (INRAE). Dabei kam insbesondere die Geno- und Phänotypisierung sowie statistische Methoden zum Einsatz.

Weitere Zuchtfortschritte

EUCLEG befasste sich primär mit den fünf häufigsten europäischen Leguminosenarten: zwei Futtersorten (Luzerne und Rotklee) sowie drei Körnerleguminosen (Erbse, Ackerbohne und Sojabohne). „Unser Ziel war es, die Zucht besser angepasster, leistungsfähiger Leguminosensorten zu fördern. Die Zucht dieser Sorten, deren Ertragsleistung, Qualität und Stabilität höher ist als bei bisherigen Sorten, soll in geografischen Regionen erfolgen, die bereits Leguminosen anbauen. Zudem soll ihr Anbau in Regionen gefördert werden, wo der Schwerpunkt bislang nicht auf Leguminosen lag“, führt Julier weiter aus. Höhere Erträge und größere Anbauflächen fördern die heimische Proteinproduktion, und neue Sorten könnten wiederum leichter in Fruchtfolgen integriert werden, um die Diversifikation zu fördern. Ergebnis des Projekts ist die Bereitstellung und/oder Einführung genomweiter Genotypisierungsmethoden für diese fünf wichtigen Leguminosenarten. „Weiterhin entwickelten wir eine neue Zielsetzung, um die genetische Vielfalt bei jeder Art zu erhöhen. Mit den zahlreichen Markern aus der großen Genbank von Akzessionen konnte das Wissen um die genetische Vielfalt von Luzerne und Soja deutlich erweitert werden, und es wurden auch neue Quellen für phänotypische Variationen identifiziert“, fügt Julier hinzu. Mittels genomweiter Genotypisierung gelang es den Forschenden, molekulare Marker zu identifizieren, die mit Merkmalsvariationen assoziiert sind. Diese Marker könnten dann in Zuchtprogramme aufgenommen werden, um den Zuchtfortschritt voranzutreiben. „Berechnungen der Vorhersagefähigkeit für wichtige Merkmale zeigten schließlich, dass der Zuchtfortschritt bei Leguminosen auch durch genomische Selektion beschleunigt werden kann, wie dies bei anderen wichtigen Pflanzen- und Tierarten bereits der Fall ist“, skizziert Julier.

Ehrgeizige Ziele

An der Erfassung und Auswertung der Daten wirkten mehrere öffentliche und private Zuchtbetriebe für Leguminosen mit. „Solche Partnerschaften fördern den Wissenstransfer von der Forschung in die Industrie“, betont Julier. Weiterhin organisierte das Projekt Schulungen für Zuchtbetriebe. „Dort wurde das Potenzial molekularer Züchtungsmethoden für Leguminosen demonstriert. Langfristig dürften auch in der Leguminosenzucht molekulare Werkzeuge zur Anwendung kommen, um den Zuchtfortschritt zu beschleunigen und Sorten zu generieren, die besser an verschiedenste Stressfaktoren und Verwendungen angepasst sind“, fügt Julier hinzu. Als nächstes wird das Projekt die Vorteile molekularer Züchtungsmethoden gegenüber phänotypischen Methoden im Hinblick auf den Zuchtfortschritt demonstrieren. „Vor allem aber müssen die Kosten der Genotypisierung reduziert werden, und zwar durch Anpassung der Methoden und Anzahl der Marker, die für ein Zuchtprogramm erforderlich sind. Schließlich sollten auch in Zuchtprogrammen molekulare Methoden für die Sortenzucht eingesetzt und Berechnungsformeln und Marker auf die erwünschte genetische Vielfalt ausgerichtet werden“, schließt Julier.

Schlüsselbegriffe

EUCLEG, Leguminosen, Leguminosenzucht, Europa, China, Futterproduktion, Proteinimporte

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