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Pfropfen ist eine wesentliche Technik in vielen Teilen der Agrarindustrie; Indem Sie bestimmte Pflanzen physisch aneinander binden, erhalten Sie dramatische Verbesserungen, einschließlich der Geschwindigkeit der Fruchtbildung, der Widerstandsfähigkeit gegenüber Wetter oder Dürre, der Schädlingsresistenz und der Hybridisierung. Die moderne Obstbaumindustrie würde ohne die Technik im Grunde nicht existieren.
Es wurde jedoch angenommen, dass eine große Gruppe einiger der wichtigsten Nutzpflanzen der Welt mit der Veredelung nicht kompatibel ist, darunter Gräser, Getreide (Weizen, Mais, Reis) und alle möglichen anderen (Bananen, Ananas, Bambus, Ingwer, Zwiebeln). Aber Pfropfen könnte Lösungen für einige der Probleme bieten, mit denen diese angeblich nicht pfropfbaren Pflanzen konfrontiert sind, und jetzt glaubt eine Gruppe von Forschern, einen Weg gefunden zu haben, dies zu tun. Eine Möglichkeit, nur zum Beispiel:Sie könnten die Cavendish-Banane retten, eine kommerziell wichtige Sorte, die zunehmend von einem tödlichen Pilz bedroht wird.
Beim Pfropfen wird ein bestimmtes inneres Gewebe zweier getrennter Pflanzen ausgerichtet. Dieses Gewebe, Gefäßkambium genannt, ist so etwas wie Stammzellen, und wenn zwei Kambiumstücke zusammengehalten werden, indem der abgeschnittene Teil einer Pflanze auf den abgeschnittenen Teil einer anderen gedrückt wird, verschmelzen sie. Während das Pfropfen eine alte Technik ist, die zum Anbau von Äpfeln, Zitrusfrüchten, Avocados, Mangos, Trauben und Baumnüssen verwendet wurde, ist es nicht genau verstanden. „Bis heute sind die molekularen Mechanismen der Transplantatbildung unbekannt, und es wurden keine Gene identifiziert, die für diesen Prozess erforderlich sind“, heißt es in einem wissenschaftlichen Artikel aus dem Jahr 2015.
Die oben erwähnte Gruppe von nicht pfropffähigen Pflanzen sind die Monokotyledonen, die manchmal als Monokotyledonen abgekürzt werden. Diese Pflanzen haben im Gegensatz zu beispielsweise Apfelbäumen kein vaskuläres Kambium. Es gab schon früher Versuche, Monokotylen zu verpflanzen, mit einigen vereinzelten kleinen, wenig wahrscheinlichen Erfolgen, aber es wurde weitgehend als Tatsache akzeptiert, dass Monokotylen nicht veredelt werden können. Aus einer Studie aus dem Jahr 2020:„Einkeimblättrige Pflanze kann nicht gepfropft werden, außerdem ist die Pfropfung einer einkeimblättrigen Pflanze auf eine zweikeimblättrige Pflanze ebenfalls nicht möglich.“
Doch diese Forscher, größtenteils von der University of Cambridge, glauben, dass sie diese unmögliche Aufgabe erfüllt haben. „Ich habe jahrzehntelange Forschungsberichte über Pfropfen gelesen und alle sagten, dass dies bei einkeimblättrigen Pflanzen nicht möglich sei. Ich war stur genug, weiterzumachen – jahrelang – bis ich ihnen das Gegenteil bewies“, sagt Greg Reeves, einer der Autoren der Studie, in einer Pressemitteilung.
Was diese Forscher gemacht haben, ist ein bisschen anders als die Transplantation, an die wir gewöhnt sind; Sie können, zumindest im Moment, immer noch nicht einen Steckling einer Bananenpflanze in den Körper einer anderen einfügen und erwarten, dass etwas Fruchtbares geschieht. Stattdessen nahmen die Forscher Gewebe aus den Samen einiger dieser Monokotylen und stellten fest, dass sie miteinander verschmolzen werden können. „Im Wesentlichen geht es darum, den Samentrieb oder die Samenwurzel auszutauschen und durch das Äquivalent eines anderen Individuums zu ersetzen“, sagt Reeves in einer E-Mail an Modern Farmer . „Die resultierenden Samen haben noch einen unreifen Spross und Wurzelgewebe zusammen, die heilen [verschmelzen], wenn der Samen keimt.“
Wenn Sie Pflanzen wie Weinreben oder Avocadobäume veredeln, können Sie einen Steckling einer Sorte mit dem etablierten Wurzelstock einer anderen verbinden, wodurch dieser Steckling viel schneller mit der Produktion von Früchten beginnen kann, als wenn er aus Samen wachsen und seine eigene Wurzel bilden müsste System. Das ist bei der Cavendish-Banane immer noch nicht wirklich möglich. Aber das Verschmelzen des embryonalen Gewebes aus Samen führt immer noch zu Hybridisierungseffekten, und es könnte sogar einige zusätzliche Vorteile haben; Sie könnten zum Beispiel Samen kaufen und pflanzen, die im Wesentlichen vorgepfropft sind.
Pflanzen wie Melonen werden an einigen Stellen gepfropft, um Resistenzen zu entwickeln. Wenn Sie eine Melone haben, die für eine bestimmte Pilzart anfällig ist, können Sie diese Melone auf eine andere Melonenpflanze pfropfen, die vielleicht keine so köstlichen Früchte produziert, aber gegen den Pilz resistent ist. Bingo:Sie haben leckere Melonen, ohne sich um Pilzprobleme kümmern zu müssen.
Diese Art der auf Samen basierenden Veredelung könnte diese Wirkung auf Monokotyledonen haben und es den Erzeugern ermöglichen, monokotyle Pflanzen mit Schädlings- oder Krankheitsresistenz zu produzieren, die sie sonst nicht hätten. Die Forscher fanden heraus, dass ihre Technik mit einer Vielzahl von einkeimblättrigen Pflanzen funktionierte, darunter Ananas, Banane, Dattelpalme, Zwiebel und Agave.
Der Bananenteil davon ist besonders interessant, da eine Bananensorte, die Cavendish, etwa 99 Prozent der weltweit kommerziell produzierten Bananen ausmacht. Der Cavendish reproduziert sich nur durch Klonen, was ihn extrem anfällig für Krankheiten macht; es kann keine Resistenzen entwickeln und weitergeben, zumindest nicht bevor Krankheiten es auslöschen. Dies hat zu der allgemeinen Annahme geführt, dass der Cavendish vom Aussterben bedroht ist, hauptsächlich aufgrund von Pilzproblemen wie der Panamakrankheit.
Und was wissen Sie:Pfropfen ist als Lösung für genau die Panama-Krankheit bei Pflanzen wie Gurken, Wassermelonen und Tomaten indiziert. Wenn Bananen gepfropft werden können, könnte dies möglicherweise eine Möglichkeit sein, ihre Widerstandskraft zu erhöhen. „Ich vermute, dass sich das Pfropfen von Getreide nicht durchsetzen wird“, sagt Reeves. „Es wird jedoch für mehrjährige Arten wie Bananen oder Agaven nützlich sein, um nur einige zu nennen. Ich denke, wenn Pfropfen bei dieser Art von Arten eingesetzt wird, werden wir in Zukunft eine robustere Landwirtschaft sehen.“
Viele der wichtigsten Kulturpflanzen der Welt, darunter Weizen, Reis und Mais, sind Monokotyledonen, und diese neue Pfropftechnik könnte ein großer Segen sein, wenn es darum geht, diesen Pflanzen dabei zu helfen, den Klimawandel, Schädlinge und alles andere, was uns in den Weg kommt, zu überleben – das heißt, wenn sie effektiv ist und wirtschaftlich relativ effizient.
Die Forscher haben in Zusammenarbeit mit Cambridge Enterprise, dem Kommerzialisierungszweig der Cambridge University, ein Patent für ihre Transplantationstechnik angemeldet. „Gemeinsam mit Cambridge Enterprise wollen wir sicherstellen, dass diese Technologie so weit wie möglich genutzt wird, um sowohl für humanitäre als auch für kommerzielle Zwecke einen öffentlichen Nutzen zu erzielen“, sagt Reeves. Er sagt, dass die Arbeit derzeit der teuerste Teil des Prozesses ist, aber trotzdem sind die Kosten ziemlich ähnlich denen für das Pfropfen von zweikeimblättrigen Äpfeln.
