Studie zeigt: Rebenunterlagen stärken Abwehrkräfte unter simuliertem Klimastress

Eine in Plant Physiology Reports veröffentlichte Studie ergab, dass Rebenunterlagen, die simulierten Klimawandelbedingungen ausgesetzt waren, ihre antioxidativen Abwehrkräfte und ihre photosynthetische Kapazität steigerten. Das liefert neue Erkenntnisse darüber, wie der unterirdische Teil der Rebe auf den kombinierten Druck von Hitze, höherem Kohlendioxidgehalt und begrenztem Wasser reagiert.

Die Forschung konzentrierte sich auf Unterlagen, also den unteren Teil der Rebe, auf den kommerzielle Sorten veredelt werden. Im Weinberg werden Unterlagen unter anderem danach ausgewählt, wie gut sie mit Bodenbedingungen, Schädlingen und Wasserstress umgehen. Sie sind zu einem dringlicheren Forschungsfeld geworden, da Weinregionen mit heißeren Vegetationsperioden, stärkeren Hitzewellen und knapperen Wasserressourcen konfrontiert sind.

Laut der Studie wurden die Pflanzen in einer Kammer bei 600 ppm Kohlendioxid und einer Temperatur von 40 °C getestet, bei einer vom Abstract als Überlebensbewässerung beschriebenen Wassergabe, also einer minimalen Versorgung, um die Pflanzen am Leben zu erhalten. Ihre Reaktionen wurden dann mit Pflanzen unter Umgebungsbedingungen verglichen. Die Forschenden analysierten enzymatische antioxidative Abwehrmechanismen und die photosynthetische Kapazität, um zu bewerten, wie die Unterlagen auf Hitze und erhöhtes CO2 reagierten.

Titel und Zusammenfassung deuten darauf hin, dass die simulierten Klimabedingungen beide Systeme aktivierten. Das ist relevant, weil Hitze und Wasserstress oxidative Schäden in Pflanzengewebe verursachen können. Antioxidative Enzyme sind Teil des pflanzlichen Abwehrnetzwerks gegen solche Schäden. Die photosynthetische Kapazität wiederum steht in engem Zusammenhang damit, wie gut Blätter Licht und Kohlendioxid unter Stress weiterhin in Energie umwandeln. Wenn eine Rebe diese Funktionen länger aufrechterhalten kann, dürfte sie extreme Bedingungen besser bewältigen.

Die Ergebnisse ergänzen eine wachsende Zahl von Arbeiten, die nahelegen, dass Klimastress bei Reben nicht zu einer einzigen, einfachen Reaktion führt. Unter bestimmten Bedingungen kann erhöhtes CO2 einen Teil der durch Hitze oder Trockenheit verursachten Schäden teilweise ausgleichen, indem es die Kohlenstoffassimilation unterstützt, auch wenn extreme Temperaturen die Pflanze deutlich belasten. Die neue Arbeit scheint diese Wechselwirkung ins Zentrum des Experiments zu stellen, indem sie hohes CO2 und starke Hitze gemeinsam und nicht isoliert testete.

Für Winzer und Baumschulen ist die Arbeit relevant, weil die Wahl der Unterlage eines der wenigen langfristigen Anpassungsinstrumente ist, die vor der Pflanzung eines Weinbergs zur Verfügung stehen. Laubwandmanagement, Bewässerungsplanung und Lesezeitpunkt lassen sich von Jahr zu Jahr anpassen, doch die Wahl der Unterlage ist in die Lebensdauer des Weinbergs eingeschrieben. Ein besseres Verständnis dafür, welche Unterlagen unter kombinierter Belastung stärkere Abwehrreaktionen aktivieren können, könnte künftige Pflanzentscheidungen beeinflussen, vor allem in wärmeren Regionen oder an Standorten, an denen häufiger Hitzewellen erwartet werden.

Die Auswirkungen könnten sich bis in die Getränkeindustrie erstrecken, da sich Klimarisiken vom Weinberg auf die Traubenversorgung und die Weinproduktion verlagern. Wenn einige Unterlagen die Photosynthese besser aufrechterhalten und oxidative Schäden in heißen, trockenen Phasen begrenzen können, könnte das langfristig helfen, Erträge und Reifeverlauf der Trauben zu stabilisieren. Für Weingüter könnte das nicht nur die verfügbare Traubenmenge beeinflussen, sondern auch das Gleichgewicht von Zucker, Säure und Phenolen, das den Weinstil prägt. Die Studie belegt diese Folgewirkungen nicht direkt, verweist aber auf einen der pflanzlichen Mechanismen, die eine anpassungsfähigere Vitikultur unterstützen könnten.

Die Arbeit spiegelt auch einen breiteren Wandel in der Rebenforschung wider. Ein Großteil der früheren Arbeiten zur Klimaanpassung im Weinberg konzentrierte sich auf Rebsorten, Bewässerung oder Standortwahl. Neuere Studien richten den Blick stärker auf das Wurzelsystem und auf Veredelungskombinationen, in dem Bewusstsein, dass die Unterlage eine große Rolle dabei spielt, wie die Rebe Wasser aufnimmt, Stresssignale weitergibt und das Wachstum oberirdisch reguliert. Diese Rolle wird wichtiger, da Erzeuger versuchen, Weinberge an Orten produktiv zu halten, an denen sommerliche Extreme immer weniger ungewöhnlich sind.

Dennoch haben Kammerstudien ihre Grenzen. Bedingungen in kontrollierten Umgebungen helfen dabei, Temperatur-, CO2- und Bewässerungseffekte zu isolieren, doch Weinberge sind komplexer. Bodentiefe, Wind, Tag-Nacht-Temperaturschwankungen, Schädlinge, Erziehungssysteme und der Zeitpunkt von Hitzewellen können alle beeinflussen, wie sich eine Rebe im Feld verhält. Deshalb sollten die Ergebnisse am besten als ein Baustein des Anpassungspuzzles gelesen werden und nicht als endgültige Antwort auf die Leistungsfähigkeit im Weinberg.

Dennoch liefert die Studie den Forschenden ein klareres Ziel für künftige Feldversuche. Wenn sich antioxidative Aktivität und photosynthetische Belastbarkeit als frühe Indikatoren für Stresstoleranz bei Unterlagen nutzen lassen, könnten Züchter und Erzeuger eine weitere Möglichkeit erhalten, Pflanzenmaterial zu selektieren, bevor es breit eingesetzt wird. Das könnte besonders nützlich in Weinregionen sein, die ihre Pflanzentscheidungen angesichts steigender Wärmesummen neu bewerten und in denen Notbewässerung während der Vegetationsperiode häufiger wird.