Mangan ist ein wichtiger Mikronährstoff für viele Pflanzen, und insbesondere Gerste. Zu erkennen, dass eine Pflanze einen Manganmangel hat, kann schwierig sein. Wenn Sie sehen, dass es ein Problem gibt, ist es bereits sehr ernst. Oft wenden Landwirte Sprays an, bevor ein Manganmangel offensichtlich wird, was teuer ist. Um dem entgegenzuwirken, haben Jonathan Cope und seine Kollegen Gerste bis hin zur schottischen Landrasse Bere untersucht. Sie machten sich auf den Weg um zu bestätigen, dass Bere Eigenschaften für die effiziente Nutzung von Mangan hatte, und identifizieren genetische Loci, die mit diesen Merkmalen assoziiert sind.

Um die Gerstenpflanzen zu testen, wurden die Wissenschaftler in ein hydroponisches System eingebaut, sodass der Zugang zu Spurenelementen sorgfältig kontrolliert werden konnte. Die Aufnahme und Verwendung von Mangan wurde mittels Chlorophyllfluoreszenz verfolgt. Dies ist eine Technik, die Botaniker verwendet haben Manganmangel zu verfolgen bevor es mit bloßem Auge sichtbar wird.

Die Wissenschaftler fanden heraus, dass die Bere-Gerste die anderen Gerstensorten in Bezug auf die Mangannutzungseffizienz übertraf. Mit Blick auf die Genome der Pflanzen fanden sie auch genetische Marker, die mit dieser Eigenschaft korrelieren.

„Die Analyse der Mn-Konzentration in der Sprossbiomasse zeigte, dass eine erhöhte Anreicherung von Mn in der Biomasse einer erhöhten Mn-Nutzungseffizienz entsprach, und dass dies sogar bei einer ausreichenden Mn-Versorgung in der Umwelt auftrat“, schreiben die Autoren . „Alle Linien/Sorten zeigten starke Abnahmen des Mn-Gehalts, wenn sie unter Mn-Mangelbedingungen gezüchtet wurden, aber Mn-effiziente Bere-Linien zeigten eine Konzentration, die groß genug war, um die angegebene kritische Mn-Mangel-Schwellenkonzentration von Mn im Sprossgewebe zu vermeiden … Im Gegensatz dazu die Elite-Sorten hatte Mn-Konzentrationen, die deutlich unter diesem kritischen Wert lagen.“

Mangan ist vielleicht kein bekanntes Element, aber es liefert Schutz vor Oxidation für eine Pflanze. Dies ist wichtig, da Blätter Kohlenstoff aus Kohlendioxid entfernen und Sauerstoff zurücklassen, der Schäden verursacht.

„Die Steigerung der Mn-Nutzungseffizienz in einem Elite-Hintergrund ohne Beeinträchtigung der Ertragsmenge oder -qualität würde den Anbau von Elite-Gerste in Randgebieten ermöglichen, die früher keine Elite-Sorten wirtschaftlich unterstützen konnten.“ schreiben Cope und Kollegen. Aber es eröffnet nicht nur neues Land für Wachstum, sagen sie. „Darüber hinaus würde es einen Puffer für sich ändernde Umgebungen bieten, Mängel verhindern, ohne dass routinemäßig Mn-Blattdünger flächendeckend versprüht werden müsste, und so Geld beim Kauf und Einsatz der Chemikalie sparen.“