Die Forschung an trockenresistenten Kulturpflanzen und ihren Anpassungsmechanismen ist angesichts des Klimawandels und der damit oft verbundenen, höheren Wahrscheinlichkeit für Extremereignisse wie Dürren und generell heißeren, trockeneren Bedingungen, entscheidend für die Landwirtschaft der Zukunft. Sorghum ist eine Kulturpflanze, die bislang in Deutschland noch wenig Beachtung findet, jedoch insbesondere für die Biomasseproduktion auf trockenen Standorten große Vorteile gegenüber Mais bietet. In Subsahara-Afrika und Indien hingegen ist die Pflanze ein wichtiges Grundnahrungsmittel. Für all diese Nutzungsmöglichkeiten und generell für die Forschung an trockenresistenten Pflanzen ist ein größeres Verständnis ihrer Mechanismen von Vorteil.
In meiner Promotion beschäftige ich mich daher mit Sorghum und fokussieren mich auf verschiedene Landrassen; das sind lokale Sorten mit speziellen Anpassungen auf lokale Gegebenheiten, die möglicherweise besser mit Trockenheit zurechtkommen als gezüchtete Sorten. Des beruht auf der Annahme, dass während der Zucht unter Idealbedingungen, durch die hauptsächliche Auslese von oberirdischen Merkmalen, wichtige unterirdische Merkmale an den Wurzeln vernachlässigt wurden. Es wurden mehrere Landrassen und gezüchtete Sorten ausgewählt und in zwei verschiedenen Bodentexturen (sandig und lehmig) untersucht.
Der erste Versuch konzentrierte sich auf die kombinierten Effekte von trocknendem Boden und trocknender, heißerer Atmosphäre. Er konnte zeigen, dass Pflanzen in feuchtem Boden ihre Transpiration erst bei hoher atmosphärischer Trockenheit limitieren, während der Einfluss des Bodens mit zunehmendem Trocknen größer wird und die Transpiration schon bei milderen atmosphärischen Bedingungen eingeschränkt wird. In einem Folgeexperiment wird nun untersucht, inwieweit das Pflanzenhormon ABA diese Reaktion der Pflanzen auf die kombinierte Trockenheit reguliert.
Die Relevanz unterschiedlicher Bodentexturen sowie Sorteneigenschaften wurden in einem Gewächshausversuch untersucht. Drei verschiedene Sorten wuchsen in zwei unterschiedlichen Bodentexturen, die langsam getrocknet wurden. Die Ergebnisse zeigen, dass der Einfluss bestimmter Sorteneigenschaften, wie der Transpirationseffizienz, einen größeren Effekt auf den Wasserverbrauch hat als die hier verwendeten Bodentexturen. Die zugrundeliegenden Mechanismen hierzu werden noch untersucht.
Die Bildanalyse der Wurzelanatomie von neun Sorten unterschiedlicher Herkunft ergab, dass sich kultivierte Sorten und Landrassen insgesamt nicht signifikant in verschiedenen anatomischen Merkmalen unterscheiden. Vielmehr scheinen individuelle Sorten aus beiden Gruppen wesentliche Eigenschaften zu besitzen, mit Trockenheit umzugehen, auf welche der Fokus bei der Zucht gelegt werden sollte.
Schließlich wurden erfolgreich verschiedene Vortests abgeschlossen, um ein Experiment zum Einfluss der Symbiose mit arbuskulären Mykorrhiza-Pilzen durchführen zu können.