Botanik & Züchtung

Mais ist eine C4-Pflanze aus der Familie der Süßgräser. Sie hat eine hohe Photosyntheseleistung und getrenntgeschlechtliche Blütenstände (Rispe (Fahne) und Kolben). In der Züchtung werden vor allem Hybridverfahren genutzt, um durch den sogenannten Heterosiseffekt hohe Erträge, Krankheitsresistenzen und Standfestigkeit zu erzielen.

Über Mais

Botanisch gesehen ist Mais eine einhäusige (monözische) Pflanze, auf der die männlichen und weiblichen Blüten räumlich getrennt angeordnet sind. Da Mais eine Kurztagspflanze ist, richtet sich der Zeitpunkt der Blüte nach der Tageslänge. Die männlichen Blüten stehen in Rispenform an der Spitze des Haupttriebes, während die weiblichen Blüten in Kolbenform in den Blattachseln ausgebildet werden. Die Speicherung der Assimilate erfolgt im Maiskolben.

Die räumliche Trennung der Blüten begünstigt die Züchtung und Selektion.

Geschichte

Mais hat eine lange Geschichte und wurde vor rund 9.000 Jahren in Mittelamerika aus dem Wildgras Teosinte domestiziert. Für Kulturen wie die Maya und Azteken war Mais ein zentrales Grundnahrungsmittel. Im Laufe der Jahrhunderte breitete sich der Anbau bis nach Nordamerika aus. Nach der Entdeckung Amerikas durch Christoph Kolumbus gelangte Mais nach Europa. Von dort aus verbreitete sich die Pflanze rasch in Richtung Afrika, Südeuropa und Asien. 

Aufbau der Maispflanze

Die Maispflanze besitzt ein unterirdisches Wurzelsystem zur Wasser- und Nährstoffaufnahme sowie oberirdische Stützwurzeln zur seitlichen Stabilisierung. Den Wurzeln entspringt der markhaltige Stängel mit seinen langen, schmalen Blättern. In den Blattachseln zwischen Stängel und Blättern wächst der Maiskolben (weiblicher Blütenstand). Die Spitze des Stängels schließt mit der Fahne, dem männlichen Blütenstand, ab. 

Hybridzüchtung

Die Hybridzüchtung basiert auf dem Heterosiseffekt, bei dem die Nachkommen der 1. Generation leistungsfähiger, vitaler oder ertragreicher als ihre Eltern sind. Dazu werden zunächst die Mutter- und Vaterlinie jeweils mit sich selbst gekreuzt. Die so entstandenen reinerbigen Inzuchtlinien werden miteinander gekreuzt, um eine ertragreiche und robuste Hybride zu erzeugen. Bereits seit den 1930er Jahre wird Mais hybrid gezüchtet was die Erträge und die Eigenschaften der Pflanze erheblich verbesserte und so einen nahezu weltweiten Anbau ermöglichte.

Je nach Kombination wird zwischen Einfachhybride, Doppelhybride, Dreiweghybride und Topcrosshybride unterschieden. Klassische Maissorten dagegen heißen Landsorte. 

Gentechnik

Grundsätzlich beschreibt Gentechnik verschiedene Methoden und Verfahren in der Züchtung, um neue Sorten mit bestimmten Eigenschaften zu erzeugen. 

Hierzu werden bei klassischen Verfahren gezielt Gene aus anderen Organismen in das Mais-Erbgut eingefügt, um zum Beispiel Resistenzen gegen Schädlinge zu erreichen. Ein bekanntes Beispiel hierfür ist der Bt-Mais. Auf Grund nationaler Vorschriften findet in Deutschland kein Anbau von gentechnisch verändertem Mais statt. Auch in den übrigen EU-Mitgliedstaaten ist dies reglementiert, so dass nur in Spanien und Portugal Bt-Mais zu finden ist.

Bei den neuen Züchtungsmethoden dagegen werden Eigenschaften gezielt angepasst, die auch bei einer herkömmlichen Züchtung zufällig entstehen könnten. Eines der Bekannten Verfahren ist CRISPR/Cas.