Die Nachfrage nach Grundnahrungsmitteln wie Weizen steigt mit der wachsenden Weltbevölkerung weiter an. In Australien ist die 6^th Land mit dem höchsten Getreideanbau der Welt, Dürren schränken die Weizenproduktion häufig ein und der Klimawandel wird voraussichtlich weitere Auswirkungen auf die Ernten haben erhöhte Temperatur, erhöhtes CO₂, und erhöhte Niederschlagsvariabilität.

Große Aufmerksamkeit wurde dem Anbau von Pflanzen mit reduzierter Transpiration – Wasserverlust durch Stomata – geschenkt, indem die Stomata-Leitfähigkeit während der heißen Stunden des Tages reduziert wurde, wenn der Verdunstungsbedarf am größten ist. Es gibt jedoch einen Kompromiss zwischen der Verringerung der Stomataleitfähigkeit zur Begrenzung des Wasserausflusses und ihrem Einfluss auf CO₂ Fluss in die Blätter, was die Photosynthese und die Akkumulation von Biomasse reduzieren kann.

Eine neue Studie veröffentlicht in in silico Pflanzen haben das gefunden Die Begrenzung der Transpirationsrate unter trockenen Bedingungen kann die Weizenproduktivität verbessern. In der Studie modellierte ein Forscherteam der Queensland Alliance for Agriculture and Food Innovation (QAAFI) an der University of Queensland, wie sich die genotypische Variabilität der Transpiration auf den Ertrag auswirkt, indem ein neu entwickeltes Transpirationsmodul für die verwendet wurde APSIM NextGen Rahmen mit verbesserter Überdachungsentwicklung.

Auf Lysimeterplattformen wurden kontrastierende Genotypen gezüchtet, um ihre Transpirationsraten als Reaktion auf den Verdunstungsbedarf zu bestimmen. Daten aus dem Lysimeter-Experiment wurden verwendet, um das Weizenwachstum im australischen Weizengürtel unter aktuellen und zukünftigen Klimaszenarien zu simulieren. In der Simulation wurden ein Referenz-Genotyp und zwei virtuelle Genotypen mit einer um 30 % oder 100 % reduzierten Transpirationsrate bei hohem Verdunstungsbedarf verglichen, um den relativen Gewinn oder Nachteil bei Merkmalen wie dem Kornertrag zu bestimmen.

Die Forscher fanden nicht nur heraus, dass unter Dürrebedingungen eine reduzierte Transpiration bei hohem Verdunstungsbedarf zu einer relativ ähnlichen Biomasseproduktion führen könnte. Unter dem gegenwärtigen Klima könnte diese Fähigkeit einiger Genotypen, ihre Transpiration während der heißen Stunden des Tages zu reduzieren, zunehmen Weizenertrag um 1-5%, je nach betrachteter Region. In der trockeneren und wärmeren Zukunft könnte es den Getreideertrag um durchschnittlich 2-12% steigern.

Laut Hauptautor Dr. Brian Collins „scheint die Begrenzung der Transpiration bei hohen Verdunstungsanforderungen ein vielversprechendes Merkmal für die Selektion durch Züchter zu sein, insbesondere in dürregefährdeten Umgebungen, in denen Wasser im Boden konserviert werden kann.“