In einer Welt, in der salzhaltige Böden der Landwirtschaft jährlich Milliarden von Dollar entziehen, wächst eine bescheidene Pflanze mit saftigen Stängeln dort weiter, wo andere Kulturen zugrunde gehen. Salicornia, auch als Meeresaspargel bekannt, kann Salzkonzentrationen standhalten, die für die meisten Pflanzen tödlich sind, und bleibt dabei essbar. Eine kürzlich in Nature Communications veröffentlichte Studie hat die genetischen Mechanismen dieser erstaunlichen Widerstandsfähigkeit aufgedeckt.
Wissenschaftler der University of Newcastle in Australien haben zusammen mit Kollegen aus acht Ländern die vollständigen Genome von sechs Salicornia-Arten analysiert und die DNA von 318 weltweit gesammelten Pflanzen untersucht. Die Studie dauerte fünf Jahre und zeigte, dass die Salztoleranz ein komplexes Merkmal ist, das von mehreren Genen abhängt und nicht von einem einzigen. Unter ihnen fanden sich Gene, die an der Wahrnehmung von Salzstress und am Stoffwechsel beteiligt sind, der mit dem Schutz vor Natriumionen zusammenhängt.
Salicornia wächst an Küsten, in Salzwiesen und sogar im Meerwasser. Sie speichert Salz in den Vakuolen der Zellen und bewahrt dabei das Gleichgewicht von Wasser und Nährstoffen. Solche Mechanismen ermöglichen es der Pflanze, unter Bedingungen nicht nur zu überleben, sondern sich aktiv zu entwickeln, die für gewöhnliche Kulturen verheerend sind. Den Ergebnissen der Studie zufolge können diese genetischen Besonderheiten zur Grundlage für die Züchtung neuer Sorten von Weizen, Reis oder Gemüse werden, die auf versalzenen Böden gedeihen können.
Das Problem der Bodenversalzung verstärkt sich durch Bewässerung, den Klimawandel und eine unvernünftige Landnutzung. Die Entdeckung der Gene von Salicornia weckt die Hoffnung, dass ein Teil dieser Flächen ohne zusätzliche Belastung der Wasserressourcen in die landwirtschaftliche Nutzung zurückgeführt werden kann.
Die von den Wissenschaftlern gewonnenen genetischen Daten können nun in Züchtungsprogrammen genutzt werden, um diese Eigenschaften auf Kulturpflanzen zu übertragen.
Es ist wichtig zu verstehen, dass der Weg von der Entdeckung im Labor bis zu Feldversuchen Jahre dauern wird und die Ergebnisse nicht garantiert sind. Dennoch hat die Arbeit des internationalen Teams bereits eine wertvolle Sammlung von Saatgut und genetischen Ressourcen für künftige Forschungen geschaffen. Das ist ein Schritt zu einer nachhaltigeren Landwirtschaft, die den Herausforderungen der Umwelt besser gewachsen sein wird.
Die Nutzung von Genen für Salzverträglichkeit aus der Wildnis hilft, die Fruchtbarkeit der Böden zu erhalten und den Druck auf das Süßwasser zu verringern.
