Ein Weizenfeld, das zur Ernte kommt, mag idyllisch aussehen, aber hinter den Kulissen findet ein Rennen statt. Die Pflanzen, die Sie auf dem Feld sehen, sind Teil des Kampfes um die Entwicklung neuer Sorten, die Krankheitserregern widerstehen und die Erträge steigern können. Dazu würden Sie Gene aus verschiedenen Pflanzensorten kombinieren, die besten Kandidaten für die Qualitäten auswählen, nach denen Sie suchen, und daraus züchten. Die Zeit, die zum Testen neuer Pflanzensorten benötigt wird, ist durch die Zeit begrenzt, die von Saat zu Saat vergeht.

Diese Zeit wurde von Teams des John Innes Centre, der University of Queensland und der University of Sydney verkürzt, indem künstliche Umgebungen mit verbesserter Beleuchtung verwendet wurden, um intensive Tagesregime zu schaffen, um die Suche nach leistungsstärkeren Pflanzen zu beschleunigen.

Mit der Technik hat das Team die Weizenerzeugung von Samen zu Samen in nur 8 Wochen erreicht. Die Ergebnisse wurden in Nature Plants veröffentlicht.

Damit ist es nun möglich, jährlich bis zu 6 Weizengenerationen anzubauen – eine Verdreifachung gegenüber dem Shuttle-Zuchttechniken derzeit von Züchtern und Forschern verwendet.

Dr. Brande Wulff vom John Innes Centre, Norwich, einer der Hauptautoren des Papiers, erklärt, warum Geschwindigkeit von entscheidender Bedeutung ist:

„Weltweit stehen wir vor der großen Herausforderung, ertragreichere und widerstandsfähigere Pflanzen zu züchten. In der Lage zu sein, mehr Generationen in kürzerer Zeit zu durchlaufen, wird es uns ermöglichen, genetische Kombinationen schneller zu erstellen und zu testen und nach den besten Kombinationen für verschiedene Umgebungen zu suchen.“

Seit vielen Jahren sind die Verbesserungsraten bei mehreren Grundnahrungsmitteln ins Stocken geraten, was zu einem erheblichen Hindernis bei der Suche nach der Ernährung der wachsenden Weltbevölkerung und der Bewältigung der Auswirkungen von Klimawechsel.

Speed ​​Breeding, sagt Dr. Wulff, bietet eine potenzielle neue Lösung für eine globale Herausforderung des 21. Jahrhunderts.

„Die Leute sagten, dass man Pflanzen vielleicht schnell radeln kann, aber sie werden winzig und unbedeutend aussehen und nur wenige Samen setzen. Tatsächlich schafft die neue Technologie Pflanzen, die besser aussehen und gesünder sind als diejenigen, die Standardbedingungen verwenden. Ein Kollege konnte es kaum glauben, als er die Ergebnisse zum ersten Mal sah.“

Der aufregende Durchbruch hat das Potenzial, in Bezug auf die Auswirkungen neben den Shuttle-Zuchttechniken zu stehen, die nach dem Zweiten Weltkrieg als Teil der eingeführt wurden grüne Revolution.

Dr. Wulff fährt fort: „Ich würde mir vorstellen, dass man in 10 Jahren auf ein Feld gehen und auf Pflanzen zeigen könnte, deren Eigenschaften und Merkmale mit dieser Technologie entwickelt wurden.“

Diese Technik verwendet vollständig kontrollierte Wachstumsumgebungen und kann auch für die Arbeit in einem Standard-Gewächshaus skaliert werden. Es verwendet LED-Leuchten, die optimiert sind, um die Photosynthese in intensiven Regimen von bis zu 22 Stunden pro Tag zu unterstützen.

LED-Leuchten die Kosten im Vergleich zu Natriumdampflampen, die seit langem weit verbreitet sind, aber ineffektiv sind, weil sie viel Wärme erzeugen und Licht von schlechter Qualität emittieren, erheblich reduzieren.

Die Methode wurde von NASA-Experimenten inspiriert, die kontinuierliches Licht auf Weizen verwendeten, um eine frühe Reproduktion in den Pflanzen auszulösen. Dr. Lee Hickey von der University of Queensland sagte: „Wir dachten, wir könnten die NASA-Idee nutzen, um schnell wieder Pflanzen auf der Erde anzubauen und im Gegenzug den genetischen Gewinn in unseren Pflanzenzüchtungsprogrammen zu beschleunigen.“