Mais ist sehr anpassungsfähig und sowohl auf feuchten als auch auf sehr trockenen Standorten zu finden. Welche Bedeutung das Wurzelsystem für seine Dürretoleranz hat, zeigt nun eine internationale Studie unter Leitung der Uni Bonn. Die Wissenschaftler analysierten dafür mehr als 9.000 Maissorten.

Dabei zeigten sich enorme Unterschiede bei den Wurzelsystemen der verschiedenen Sorten – je nachdem wie trocken der Standort war, von dem die jeweilige Sorte stammte. Die Forscher konnten zudem ein wichtiges Gen identifizieren, das Maispflanzen bei der Anpassung an trockenes Klima hilft.

Mehr Seitenwurzeln für dürretoleranten Mais

Beim Untersuchen der Maissorten entdeckten die Wissenschaftler, dass sie nach der Keimung je nach Herkunft bis zu zehn verschiedene Seminalwurzeln ausbilden können. Diese besonderen Wurzeln ermöglichen es dem Mais, sich rasch große Nährstoffmengen aus dem Boden zu erschließen.

Dadurch erlangt er unter optimalen Bedingungen einen Startvorteil. Maispflanzen mit vielen Seminalwurzeln bilden aber gleichzeitig weniger Seitenwurzeln aus, die wegen ihrer großen Oberfläche besonders wichtig für die Wasseraufnahme sind. Daher besitzen Maissorten aus trockenen Regionen weniger bis gar keine Seminalwurzeln. Auch die Teosinte, der wilde Vorfahre des modernen Mais, verfügt kaum über solche Wurzeln.

Gen macht Mais dürretoleranter

Zuständig für das Verhältnis von Seminal- und Seitenwurzeln ist ein bestimmtes Gen. Als die Wissenschaftler diese Erbanlage in bestimmten Versuchspflanzen gezielt ausschaltete, veränderte sich ihr Wurzelsystem hin zu mehr Seitenwurzeln.

Dadurch konnten sie Dürreperioden besser überstehen. „Das entsprechende Gen ist daher für die Herstellung trockentoleranter Arten interessant“, erklärt Prof. Frank Hochholdinger von der Uni Bonn. „Diese werden in Anbetracht des Klimawandels immer wichtiger, wenn wir nicht in Zukunft verstärkt unter Ernteausfällen leiden wollen.“