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Züchtung von Sojabohnen

Das Ziel der Pflanzenzüchtung ist es, die Sojabohne immer besser an die Bedürfnisse der heimischen Landwirte, Verarbeiter und Verbraucher anzupassen. Da sich die Umwelt- und Produktions­bedingungen sowie die Verbraucherwünsche stetig ändern, ist eine Weiterentwicklung der vorhandenen Sorten nötig. In der Züchtung versteht man unter „Umwelt“ alle Einflüsse, die nicht genetisch bedingt sind, wie Klima und Wetter, aber auch solche Faktoren wie Nährstoffversorgung, Unkrautbewuchs, Pilzinfektionen und Schädlingsbefall. Um genetische Vielfalt zu erzeugen, werden in der klassischen Züchtung Kreuzungen zwischen Sorten oder Herkünften durchgeführt. Die Nachkommenschaften werden anschließend in den Zielumwelten auf die gewünschten Merkmale ausgelesen (selektiert). Seit einiger Zeit werden in der Züchtung auch DNS-Marker zur Charakterisierung von Sojamaterial und zur Selektion von Eigenschaften eingesetzt. Auch Gentechnik wird in der weltweiten Züchtung der Sojabohne verstärkt verwendet.

Sortenzüchtung

Die Sojabohne ist ein Selbstbefruchter, d.h. die Narbe wird in fast allen Fällen von den eigenen Pollenkörnern bestäubt. Für die Züchtung wird meistens die Stammbaummethode verwendet. Diese beginnt mit der Kreuzung von aussichtsreichen Eltern. Die entstandene F1-Generation wird geselbstet und die nachfolgenden F2-Einzelpflanzen erstmals auf hochheritable Merkmale , wie beispielsweise die Reife, die Verzweigung oder das Tausendkorngewicht, selektiert. Jede selektierte Pflanze wird in der nächsten Generation (F3) als eine Reihe angebaut. Zunächst werden zwischen den F3-Reihen die besten Reihen selektiert. Innerhalb der selektierten Reihen werden wiederum nur die besten Einzelpflanzen weitergeführt. In der nächsten Generation wird diese Selektion nochmals wiederholt. Nach einer Anzahl von Generationen (meist ab der F5-Generation) werden keine Einzelpflanzen mehr selektiert, die Nachkommenschaften werden jetzt geramscht weitergeführt, da sie bereits einen hohen Homozygotiegrad erreicht haben. In dieser Generation finden auch die ersten Leistungsprüfungen statt. Dazu werden die aussichtsreichen Stämme auf 8-10 m2 großen Parzellen an drei bis fünf Orten angebaut. Die Auslese der besten Linien wird in einer weiteren Prüfung in der nächsten Generation auf noch mehr Standorten erreicht. Die Sortenkandidaten müssen dann dem Bundessortenamt vorgestellt werden, das eine weitere dreijährige Prüfung auf geeigneten Standorten in ganz Deutschland vornimmt und danach eine Entscheidung auf Zulassung trifft. Zusätzlich können in Deutschland auch ohne weitere Prüfungen so genannte EU-Sorten angebaut werden, das sind Sorten, die in einem anderen Mitgliedsland der EU bereits zugelassen sind.

Eine Alternative ist das Verfahren des Ein-Korn-Ramschs (engl. single seed descent, abgekürzt SSD, siehe Abbildung ssd)). Hierbei wird von jeder F2-Pflanze nur ein Same weitergeführt, dieser wird angebaut und die Pflanze damit geselbstet. Aus der entstehenden Pflanze wird wieder nur ein Same geerntet und weitergeselbstet. Nach mehreren Generationen entstehen dadurch weitgehend homozygote (reinerbige) Pflanzen. Bei diesem Verfahren sind die Umweltbedingungen ohne Bedeutung, daher kann zur Beschleunigung des Zuchtgangs auch ein Gewächshaus oder der Anbau in völlig unterschiedlichen Klimazonen, wie beispielsweise in Costa Rica, durchgeführt werden. Erst in der Zielumwelt werden die Pflanzen entweder als Reihe oder als Einzelpflanzen angebaut und selektiert. Durch diese Nutzung von Zuchtgärten auf der Südhalbkugel ist es möglich, im Jahr bis zu vier Generationen anzubauen und daher den Zuchtgang deutlich zu beschleunigen. Aus diesem Grund ist dieses Verfahren in der Sojazüchtung weltweit stark verbreitet.

Zuchtziele

Wie bei allen Kulturarten sind auch bei der Sojabohne zahlreiche Zuchtziele gleichzeitig zu bearbeiten (siehe unten). Von besonderer Bedeutung für den Anbauer sind der Kornertrag, die Frühreife und die Standfestigkeit. Um wettbewerbsfähig gegenüber anderen Kulturarten zu sein, muss sich der Kornertrag stetig weiterentwickeln und zwar auch in  klimatisch nicht so günstigen Gebieten. Allerdings ist eine frühere Reifezeit mit einem geringeren Ertrag verbunden. Daher ist es wichtig, dass verschiedene Sorten für die unterschiedlichen Klimabedingungen Deutschlands zur Verfügung stehen. Ein hoher Proteinertrag ist erwünscht, da die Sojabohne hauptsächlich zur Fütterung eingesetzt wird. Ein zu hoher Proteingehalt in den Samen (mehr als 45 %) ist meist mit Ertragseinbußen verbunden. Daher ist derzeit das Ziel, Sorten zu erstellen, die bei Eiweißgehalten um 43 -45% einen hohen Kornertrag aufweisen, um so einen möglichst hohen Eiweißertrag je Hektar zu erzielen. Während die Steigerung des Ölgehalts der Sojabohne weltweit ein großes Zuchtziel darstellt, ist dies in Europa nicht der Fall. Da hierzulande der Bedarf an Speiseöl vom Raps und Sonnenblumenanbau gedeckt wird, ist eine weitere Ölpflanze nicht notwendig. Es ist eher eine Absenkung des Fettgehalts erwünscht, um den negativen Auswirkungen eines hohen Fettanteils bei der Fütterung von Sojavollbohnen entgegenzuwirken. Die Sojabohne ist gegenüber Beikräutern konkurrenzschwach, daher wäre eine schnellere Jugendentwicklung, vor allem bei ungünstigeren klimatischen Bedingungen, wünschenswert, um einen rascheren Bestandesschluss zu erreichen. Kühletoleranz von Sojabohnen ist notwendig, falls Spätfröste nach Auflaufen der Sojabohnen auftreten. Bei Nachttemperaturen unter 10°C zur Blüte (Juni/Juli) kann es aber auch vorkommen, dass Sojabohnen ihre Blüten abwerfen. Kühletolerante Sorten sollten dies verhindern oder durch eine neue Blütenentwicklung den so drohenden Ertragsverlust kompensieren.

Für einen hohen Ertrag benötigen Sojabohnen ausreichend Wasser. Neben dem Wasserbedarf für die normale Pflanzenentwicklung spielt dabei eine Rolle, dass die Knöllchenbakterien der Sojabohne bei zunehmender Trockenheit relativ schnell ihr Wachstum einstellen und so den Sojabohnen nicht ausreichend Stickstoff zur Verfügung stellen. In jüngster Zeit wurden Sojabohnen in Genbanken gefunden, die es den Knöllchenbakterien ermöglichen, auch bei Trockenheit länger Stickstoff zu bilden. Derzeit wird versucht, diese (spätreifen) Sojaherkünfte in aktuelles Zuchtmaterial einzukreuzen um dadurch trockenresistentere Sojasorten zu erstellen.

Bislang spielen beim heimischen Sojaanbau Krankheiten keine große Rolle. Es ist jedoch zu erwarten, dass bei steigendem Anbau auch der Krankheitsdruck stärker wird. Derzeit ist die häufigste Krankheit die Weißstängeligkeit, verursacht durch den Pilz Sclerotinia sclerotiorum. Weltweit das größte Problem des Sojaanbaus ist der Befall durch Sojazystennematoden (Heterodera glycines). Die Ertragsausfälle durch diesen Fadenwurm betragen allein in den USA jährlich mehr als 1 Milliarde US-Dollar. Resistenzgene gegen diesen Schädling wurden entdeckt. Diese sollten baldmöglichst auch in europäischem Material eingesetzt werden, um so eine Einbürgerung dieses Schädlings frühzeitig zu verhindern.

Sorten, die für die Herstellung von Tofu angebaut werden, sollten eine hohe Tofuausbeute bei gleichzeitig hoher Tofufestigkeit aufweisen. Zudem sollten sie über keine negativen Geschmackseigenschaften verfügen. Von Natur aus enthält die Sojabohne mehrere Inhaltsstoffe (z.B. Saponine und Lipoxygenasen), die den Geschmack für uns Europäer negativ beeinträchtigen. Diesen Geschmack kann man technologisch beeinflussen, langfristig zielführender ist es jedoch, den Geschmack züchterisch zu verbessern.

Aktuelle Zuchtziele bei Sojabohnen

Allgemein

  • Kornertrag
  • Proteinertrag
  • Frühreife
  • Jugendentwicklung
  • Standfestigkeit
  • Kühletoleranz
  • Trockentoleranz
  • Krankheitsresistenzen

Für die Fütterung

  • Aminosäurezusammensetzung

Für Tofu-Sorten

  • Tofuausbeute
  • Tofufestigkeit/Textur
  • Geschmack

Für Sojadrink-Sorten

  • Geschmack
  • Zuckergehalt
  • Zuckerzusammensetzung
Autor: Volker Hahn, Universität Hohenheim