Von Angela Piekenbrock

Äußerst schnell wachsende Pflanzen gewinnen zunehmend an Bedeutung in der Biotechnik, im Unterricht und sogar in der Raumfahrt. Es handelt sich um Arten aus der Familie der Kreuzblütler (Kruziferen), darunter Raps, Kohl, Chinakohl, Senf, Rettich und ein unscheinbares Unkraut. Weil diese Kruziferen viele Generationen in kurzer Zeit produzieren, können Wissenschaftler damit züchterische, bio- und gentechnische Erfolge beschleunigen. Studenten und Schulkinder experimentieren mit schnellen Kreuzblütlern als Modellpflanzen im Biologieunterricht. Und vor einigen Wochen hat die amerikanische Raumfahrtbehörde Nasa Interesse gezeigt, das Wachstum dieser fixen Pflänzchen in Raumfähren und -stationen genauer zu studieren.

Paul Williams, Kohlzüchter und Professor am Department of Plant Pathology (Institut für Pflanzenkrankheiten) an der University of Wisconsin in Madison, USA, hat viele Jahre damit verbracht, schnellwachsende Kruziferen zu züchten. Seit 1959 befaßt er sich mit krankheitresistenten Kohlsorten. „Auf der Suche nach Resistenzgenen habe ich weltweit die Eigenschaften von Kohlarten und ihren Verwandten studiert. Dabei fand ich eine ungeheure Vielfalt“, sagt er.

Das Einkreuzen erwünschter Eigenschaften in neue Sorten stößt jedoch auf große Schwierigkeiten: Viele Kreuzblütler haben im Vergleich zu anderen Pflanzenarten eine langsame Generationsfolge von sechs Monaten bis zu einem Jahr, und einige brauchen noch länger, um Samen zu produzieren. Unser Kohlgemüse beispielsweise bildet im ersten Jahr einen Kohl, den wir dann essen. Wir sehen Kohl nie blühen, weil er erst im Jahr darauf in die Höhe schießt, blüht und schließlich fruchtet. Williams erkannte bald:„Ich würde nicht lange genug leben, um all diese interessanten Gene zu studieren. Ich mußte eine schnellere Zuchtmethode entwickeln.“

Sein Ziel waren Pflanzen, die sich in großen Mengen im Labor ziehen lassen und die viel Samen in möglichst kurzer Zeit erbringen. Deshalb suchte er über Jahre hinweg bei sieben Arten immer jeweils diejenigen Individuen aus, die am schnellsten keimten, am frühesten blühten, am meisten Samen hervorbrachten und die am kleinsten waren. Für jede Art kreuzte er diese Typen so lange miteinander, bis er einen neuen, einheitlichen Pflanzentyp erreicht hatte.

Heute blüht die schnellste Pflanze, Chinakohl, innerhalb von 16 Tagen und samt nach fünf Wochen. Mit zehn Generationen pro Jahr ist sie fünfmal schneller als ihre Vorfahren. Raps, mit sechs Generationen jährlich, blüht 25 Tage und samt knapp zwei Monate nach der Saat. Kohl, der Langsamste unter den Schnellen, blüht nach 30 und fruchtet nach 60 Tagen. Alle sind so klein, daß sie in Mini-Töpfchen gehalten werden können und zwar bis zu 2500 Pflanzen pro Quadratmeter. Der Zwerg-Chinakohl ist bei Blühbeginn ungefähr zehn Zentimeter hoch. Raps bringt es auf 15 und Kohl auf 25 Zentimeter. „Allerdings bilden die Kohlarten keinen Kohl mehr; dafür haben sie keine Zeit. Sie schießen sofort in die Höhe und ähneln Senf und Raps“, erklärt Williams.

Die Bedeutung der schnellen Kreuzblütler für die Pflanzenzucht schildert er an einem konkretein Beispiel: Einer seiner Studenten fand vier Kruziferenarten mit Genen, die er in eine einzige Chinakohlart hineinzüchten wollte. Um seine Arbeit zu beschleunigen, nutzte er für die vielen notwendigen Kreuzungen schnelle Pflanzen. „Zwei Jahre hat er gebraucht, um eine neue Sorte zu züchten, was sonst 15 Jahre gedauert hätte“, sagt Williams. Er hat 1982 die Crucifer Genetic Cooperative gegründet, eine Vereinigung, deren Mitglieder Pollen, Samen, Genkarten und Wissen austauschen. Aber auch Nichtmitglieder erhalten Informationsmaterial und Samen auf Anfrage.