Kann eine DNA Analyse der Dürreresistenz in Buchen ihre Zukunft sichern?

Welche Bäume überstehen trockene Sommer und welche tragen starke Schäden davon? Für Buchen kann man diese Frage nun per Genomanalyse beantworten. Ein ForscherInnen-Team vom LOEWE-Zentrum für Translationale Biodiversitätsgenomik und dem SenckenbergBiodiversität und Klima Forschungszentrum in Frankfurt hat geschädigte und gesunde Buchen in Hessen untersucht und Bereiche in deren Erbgut identifiziert, die für Dürreresistenz zuständig sind.

Einzelne Buchen sind klimaresistenter als andere

Die Rotbuche (Fagus sylvatica) ist in Europa weit verbreitet und der häufigste Laubbaum in den Wäldern Deutschlands. In Hessen wachsen die sommergrünen Bäume auf rund einem Drittel der Landeswaldfläche. Buchen kommen mit unterschiedlichen Standortbedingungen zurecht und spielen eine immer bedeutendere Rolle in der naturnahen Waldwirtschaft.

Anhand von DNA-Abschnitte lässt sich nun feststellen ob jeder einzelne Baum längere Trockenperioden übersteht oder nicht. Dank gezielter DNA-Tests könnten daher widerstandsfähige Exemplare für die Forstwirtschaft ausgewählt und Buchenwälder für den Klimawandel fit gemacht werden. Die Studie hat das Fachmagazin „eLife“ veröffentlicht.

Wer im Sommer durch die Wälder streift, sieht immer wieder braune ausgedörrte Blätter und abgestorbene Äste. Die langen Trockenperioden 2018 und 2019 haben Spuren hinterlassen. Aber wieso stehen oft völlig gesunde Bäume unmittelbar neben stark geschädigten Bäumen? 

Die Antwort liegt im Erbgut der Bäume, wie die Studie an rund 200 Baumpaaren zeigt. Das Genom der Rotbuchen, also deren gesamte Erbinformation in Form von DNA, umfasst 542 Millionen Bausteine. Einige dieser Bausteine sind bei allen Rotbuchen identisch. Andere unterscheiden sich jedoch von Baum zu Baum. Genau das ist bei gesunden und stark geschädigten Buchen der Fall, wie die Genomanalyse zeigt: Rund 100 DNA-Abschnitte sind demnach für die Dürreresistenz entscheidend. Bei gesunden Bäumen enthalten diese Abschnitte unter anderem Gene, die aus anderen Pflanzen bekannt sind und eine Reaktion auf Trockenstress ermöglichen.

DNA Analyse für Klimaresistenz

Die individuelle genetische Ausstattung bestimmt also darüber, ob eine Buche längere Trockenperioden gut übersteht. Wenn also einzelne Bäume eingeordnet werden können, können Forstleute gezielt auf besonders widerstandsfähige Bäume setzen, etwa zur Aufforstung. So sind Buchenwälder nachhaltig für den Klimawandel gerüstet. 

Damit das gelingt, haben die Forscherinnen und Forscher basierend auf ihren Ergebnissen einen Test entwickelt, mit dem man Dürreresistenz im Erbgut von Buchen – auch bereits in deren Samen – nachweisen kann. Die Erfolgsquote lag bei 99 Prozent. Beteiligt sind an der Studie auch Forscherinnen und Forscher der Justus-Liebig-Universität Gießen, der Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt, der TU Darmstadt und der Hochschule Geisenheim University.

Nun geht es darum, die Erkenntnisse in die Praxis umzusetzen, zum Beispiel bei der Überwachung natürlicher Wälder oder der selektiven Abholzung und Wiederaufforstung. So können die DNA Analysen dazu beitragen, ein einzigartiges Ökosystem zu erhalten, das den Klimawandel bereits zu spüren bekommt.

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