Pflanzenzüchtung arbeitet der Zukunft voraus. Von der ersten Kreuzung bis zur fertigen Sorte vergehen häufig viele Jahre. Entscheidungen, die heute im Zuchtgarten getroffen werden, bestimmen deshalb, welche Sorten der Landwirtschaft in zehn oder 20 Jahren zur Verfügung stehen.

Gleichzeitig verändern wissenschaftlicher Fortschritt und neue technologische Möglichkeiten die Züchtung selbst. Genomforschung, neue Züchtungsmethoden und die intelligente Verknüpfung wachsender Datenmengen eröffnen neue Perspektiven. Doch vieles davon steht erst am Anfang. Die nächste Innovationsstufe der Pflanzenzüchtung muss jetzt gestaltet werden.

Was diese Innovation leisten muss, wird im Zuchtgarten konkret. Eine neue Sorte soll Ertrag und Qualität sichern und zugleich möglichst robust gegenüber Krankheiten, Schädlingen und wechselnden Umweltbedingungen sein. Hinzu kommen Anforderungen an die effiziente Nutzung von Wasser und Nährstoffen sowie die Anpassung an Hitze und Trockenheit.

Das macht Züchtung anspruchsvoller. Denn Eigenschaften wirken nicht unabhängig voneinander. Eine Verbesserung an einer Stelle kann negative Auswirkungen auf andere Merkmale haben. Entscheidend ist deshalb nicht das einzelne Merkmal, sondern seine Kombination mit vielen anderen Eigenschaften in einer Sorte, die im landwirtschaftlichen Anbau tatsächlich funktioniert.

Vielfalt bildet die Grundlage

Ausgangspunkt jeder Züchtung ist pflanzengenetische Vielfalt. Züchter greifen auf Sorten, Zuchtlinien, Genbankmaterial und verwandte Wildformen zurück, um neue Eigenschaften zu erschliessen. Resistenzen gegen Pflanzenkrankheiten und Schädlinge, verbesserte Qualitätseigenschaften oder die Anpassung an bestimmte Umweltbedingungen wurden immer wieder aus vorhandener Vielfalt gewonnen.

Grundlegend verändert haben sich jedoch die Möglichkeiten, diese Vielfalt zu erschliessen. Lange beurteilten Züchterinnen und Züchter Pflanzen vor allem danach, was sie sahen: Wuchs, Reife, Ertrag, Krankheitsbefall oder Qualität. Seit den 1980ern ermöglichen molekulare Marker einen immer genaueren Blick in das Erbgut. Eigenschaften lassen sich damit früher erkennen und Pflanzen gezielter auswählen. Technische Analyseverfahren und Digitalisierung haben die Züchtung schneller und präziser gemacht. Nun zeichnet sich der nächste Entwicklungsschritt ab.

Züchtung wird vorausschauender

Die Pflanzenzüchtung steht vor einer datengetriebenen Transformation. Schon heute entstehen grosse Mengen an Informationen über das Erbgut einer Pflanze, ihre messbaren Eigenschaften und die Umwelt, in der sie wächst. Doch viele dieser Daten liegen noch getrennt voneinander vor. Das eigentliche Potenzial entsteht erst, wenn sie systematisch miteinander verknüpft und dauerhaft für die Züchtung nutzbar gemacht werden können.

Genau hier liegt eine der grossen Forschungs- und Innovationsaufgaben der kommenden Jahre. Genomdaten müssen mit Informationen aus der Phänotypisierung sowie mit Umwelt- und Managementdaten zusammengeführt werden. Dafür braucht es leistungsfähige Analyseverfahren und künstliche Intelligenz, aber ebenso geeignete Dateninfrastrukturen, gemeinsame Standards und langfristig verfügbare Datensätze. Die Voraussetzungen dafür sind bislang nur teilweise vorhanden.

Gelingt die Verknüpfung, kann sie den züchterischen Auswahlprozess grundlegend verändern. Datenbasierte Modelle können helfen, das Potenzial von Kreuzungen früher abzuschätzen, vielversprechende Genotypen gezielter auszuwählen und besser vorherzusagen, wie Pflanzen unter unterschiedlichen Umweltbedingungen reagieren. Künstliche Intelligenz kann dabei Zusammenhänge in grossen und komplexen Datenbeständen erkennen, die mit bisherigen Verfahren nur schwer zu erfassen sind.

Der entscheidende Schritt besteht deshalb nicht darin, immer mehr Daten zu erzeugen. Aus Daten muss züchterisch nutzbares Wissen werden. Dafür müssen die Wechselwirkungen zwischen Genotyp, Umwelt und Management besser verstanden und modelliert werden.

Die Perspektive ist eine stärker vorausschauende Züchtung: nicht erst auf veränderte Bedingungen zu reagieren, sondern frühzeitig abschätzen zu können, welche genetischen Kombinationen unter den Bedingungen von morgen stabile Leistung versprechen. Bis dieses Potenzial umfassend genutzt werden kann, ist jedoch noch erhebliche Forschungs- und Entwicklungsarbeit notwendig.

Das Feld bleibt unverzichtbar

So gross das Potenzial datengetriebener Verfahren ist: Pflanzenzüchtung wird damit nicht zu einem rein digitalen Prozess. Modelle sind nur so gut wie die Daten, auf denen sie beruhen. Und viele dieser Daten entstehen dort, wo sich eine neue Sorte am Ende bewähren muss – im Feld.

Erst unter realen Bedingungen zeigt sich, wie das Erbgut einer Pflanze mit Standort, Witterung und Bewirtschaftung zusammenspielt. Feldversuche über verschiedene Standorte und Jahre hinweg bleiben deshalb unverzichtbar.

Die Zukunft liegt in der Verbindung: Präzise erhobene Felddaten verbessern Modelle und Vorhersagen. Diese wiederum können helfen, Versuche gezielter anzulegen und erfolgversprechendes Material früher zu erkennen. Züchterische Erfahrung, biologische Forschung und Datenwissenschaft ergänzen sich – sie ersetzen einander nicht.

Während die datengetriebene Transformation vor allem verändert, wie Züchter Pflanzen auswählen und ihre Leistung vorhersagen können, eröffnen die Neuen Genomischen Techniken zusätzliche Möglichkeiten, genetische Variation gezielt zu erzeugen. Verfahren wie Crispr/Cas erlauben Veränderungen an bestimmten Stellen des Erbguts und erweitern damit den Werkzeugkasten der Pflanzenzüchtung.

Interessant sind solche Verfahren beispielsweise für Krankheitsresistenzen, Qualitätsmerkmale oder Eigenschaften, die Pflanzen besser mit Umweltstress umgehen lassen. Sie können Entwicklungsprozesse gezielter machen und neue Möglichkeiten eröffnen, gewünschte Eigenschaften für die Züchtung zu erschliessen.

Zeit als Innovationsfaktor

Neue Werkzeuge gewinnen auch deshalb an Bedeutung, weil sich die Anforderungen an Sorten schneller verändern, als es die langen Entwicklungszyklen der Pflanzenzüchtung nahelegen. Klimatische Bedingungen verschieben sich, Krankheitserreger verändern sich und vorhandene Resistenzen können an Wirksamkeit verlieren.

Neue Methoden können helfen, erfolgversprechendes Material früher zu erkennen, Kreuzungen gezielter zu planen und Entwicklungswege effizienter zu gestalten. Die biologischen Prozesse lassen sich dennoch nicht beliebig verkürzen: Pflanzen müssen wachsen und neue Sorten unter unterschiedlichen Bedingungen geprüft werden. Entscheidend ist deshalb nicht allein, schneller zu züchten, sondern früher die richtigen Entscheidungen zu treffen.