Geheimnisse der Maiszüchtung

oder: Welche Rätsel ich als Hobby-Zuckermaiszüchter in diesem Jahr zu lösen hatte.

Ich hatte mich ja entschlossen, schwarzen Zuckermais zu züchten, supersüßen, um genau zu sein. Die F1- und die F2-Generation hatte ich schon erzeugt und beschrieben.

image-9246

Bunter F2-Mix vom letzten Jahr

Dieses Jahr war die F3 dran; die stelle ich heute vor.

Nun mache ich das Ganze ja nicht zum Spaß. Nein, ich will allen Interessierten zeigen, wie “Züchtung” funktioniert, wie einfach sie ist. Jede*r kann züchten, wenn er*sie will, aus Spaß oder auch richtig ernsthaft.

Man muss dazu überhaupt nicht viel wissen, man muss weder die Vererbungsregeln noch die verschiedenen Tätigkeiten bei der (professionellen) Züchtung kennen. Man muss nur wissen, was man will, man muss wählen können, man muss aus seinem Pflanzenbestand und seinem Erntegut nur auswählen, was einem gefällt.

Fertig: Samen gewinnen, aussäen, pflegen, ernten, das Gewünschte aussortieren, den Rest essen.
Kinderleicht – auch wenn ich im folgenden viel verwirrendes Wissen aufhäufe – man braucht es nicht.

Also, wenn Ihr mal eine zufällige Kreuzung entdeckt – oder sie fahrlässig erzeugt, indem Ihr verschiedene Sorten der gleichen Art nebeneinander habt wachsen lassen, oder auch, indem Ihr ganz gezielt zwei bestimmte Sorten miteinander kreuzt: Züchtet Euch was Schönes, etwas Neues, etwas Eigenes! Vermehrt die genetische Vielfalt unserer Nutzpflanzen! Habt Spaß dabei!

Die Wahrscheinlichkeit, dass Ihr etwas Ungenießbares oder Giftiges züchtet, geht gegen Null.

OK, ich wiederhole mich; aber die Vermehrung der genetischen Vielfalt habe ich mir nun mal auf die Fahnen geschrieben.

Wie die Züchtung einer eigenen Sorte vonstatten geht, zeige ich hier am Beispiel des Fremdbefruchters “Mais”; in diesem Beitrag stelle ich Euch den dritten Züchtungsschritt (die erste Auswahl) vor (hier findet Ihr Schritt 1 und Schritt 2).

Mais ist ein dankbares Objekt, um zu zeigen, wie sich neue Gen-Kombinationen auswirken; die Körner zeigen schon direkt einen Teil der neuen Eigenschaften.

image-9247

F2-Maiskörner aus der Nähe betrachtet

Bei den meisten anderen Arten ist das nicht der Fall: Man muss die Samen erst aussäen, um an den Pflanzen und ihren Früchten (Samen) dann die genetischen Unterschiede zwischen den einzelnen Samen erkennen zu können.

In einem der nächsten Beiträge zeige ich das am Beispiel der Selbstbefruchterin “Bohne”.

Nur damit Ihr das Wichtigste wisst, falls Ihr mal Ähnliches vorhabt: Die Samen für die Weiterzucht, sprich: die nächste Samengewinnung, werden von den gesündesten, besten und gefälligsten Pflanzen genommen. Dieses Auswahlverfahren ist bei jeder Züchtung das gleiche. Mehr müsst Ihr nicht wissen, um züchten zu können.

Meine Zucht von schwarz-roten Radieschen werde ich bei Gelegenheit auch noch vorstellen. Radieschen sind ebenfalls Fremdbefruchter, die aber auch erst in der folgenden Generation zeigen, wie sich die Kreuzung bzw. die Auswahl ausgewirkt hat.

Kurzer Rückblick: Die F1- und die F2-Generation

2017 hatte ich die mehrjährig selbst nachgezogene, gelbe Zuckermais-Hybrid-Sorte “Earlibird” neben dem Tortija(Tortilla)-Mais “Schwarzer Tessiner” wachsen lassen und dabei eine Handvoll gelblich-schwarzer, praller Maiskörner erhalten, die ich eindeutig als Kreuzungsprodukte identifizieren konnte.

image-9248

Mischlings-, Bastard-, F1- oder Hybridkörner, je nach Sichtweise

Damit hielt ich “berüchtigtes” F1-Hybrid-Saatgut in Händen, das gemeinhin einen einheitlichen, wüchsigen Pflanzenbestand mit ebensolchen Früchten entstehen lässt.

image-9249

Aus dieser Vielfalt gilt es neue “Sorten” zu wählen

Dieses Hybrid-Saatgut hatte ich 2018 vollständig ausgesät. Es hatte mir wüchsige Pflanzen und eine Anzahl Kolben mit einem irrsinnig bunten Körnermix geliefert, F2-Saatgut. Die F2-Generation spaltet sich maximal auf; sie zeigt also, was aus der Kreuzung so alles werden kann. Beim Mais kann man das, wie gesagt, schon direkt an den Körnern der F1-Pflanzen erkennen.

Ich knibbelte im Winter sämtliche Körner von den längsten und dicksten Kolben ab, bis ich Blasen an den Fingern hatte, und sortierte sie, so gut es ging, nach Farbe und Aussehen.

image-9250

F2-Maiskörner, so gut es ging, sortiert

Es war nicht immer leicht, die Farbe exakt zu bestimmen: Hell-gelb, dunkel-gelb oder schwärzlich-gelb? Glasig-weiß oder rein-weiß? Gelblich-schwarz, grau oder dunkel-schwarz?

Beim Aussehen war das schon einfacher: Prall oder verschrumpelt war immer eindeutig zu entscheiden (bilde ich mir zumindest ein).

Dann wartete ich auf den Mai 2019, auf den Aussaattermin.

Die gewünschten “Maissorten” aus dem F2-Saatgut wählen und aussäen

Schwarze Zuckermaiskörner

Das Zuchtziel war klar: Ich wollte super-süßen, schwarzen Zuckermais haben; deshalb versuchte ich, aus den schwarzen Schrumpfkörnern die dunkelsten herauszusuchen; denn die verschrumpelten Körner sollten auf jeden Fall Zuckermaiskörner sein, da das entsprechende Gen “sh2” rezessiv vererbt wird.

image-9251

Ausgewählte schwarze F2-Zuckermaiskörner

Der Mais sollte in diesem Jahr auf einem größeren Beet ausgesät werden und zusammen mit meiner türkischen Mais-Stangenbohne und Kürbissen eine Milpa bilden.

Nun, ich will nicht verschweigen, dass ich die dort teilweise vorhandenen Erdbeeren nicht opfern wollte.

Außerdem hatten den milden Winter überraschend vier Kohlrabi- und etliche Mangoldpflanzen auf der vorgesehenen Fläche überlebt. Die wollte ich, als notorischer Samengewinnler, natürlich auch nicht einfach ausreißen, sondern sie ihren Daseinszweck erfüllen lassen.

image-9252

Mein Zucht-Maisbeet am 17. Mai mit blühenden Kohlrabi- und sonstigen Pflanzen

Hätte ich aber gewusst, dass die Blütenstände bei diesen Arten derartige Dimensionen annehmen, hätte ich mir das vielleicht noch mal anders überlegt…

image-9253

Maisbeet am 28. Juni 2019 mit unaufmerksamer Wächterin

So waren den schwarzen Schrumpf-Maiskörnern keine optimalen Start- und Wachstumsbedingungen vergönnt.

Ich stopfte jeweils drei Samen im 60 Zentimeter mal 60 Zentimeter-Quadrat (grob geschätzt) in die unvorbereitete Erde, markierte die Stelle mit einem Stöckchen – um zwei Wochen später die Bohnen an den rechten Punkten versenken zu können.

image-9254

Maispflanzen als optimale Halterungen für himmelwärts wachsende Stangenbohnen (6. September)

image-9255

Männliche Maisblüten am 17. August

image-9256

Weibliche Maisblüte am 17. August

Noch ein wenig angießen, das Wässern noch zwei, drei Mal in den folgenden Wochen wiederholen, und das war’s dann schon. Den Rest des Jahres mussten sie alleine klarkommen zwischen Erdbeeren, Kohlrabi, Mangold und Spinnenblumen.

Ich half ihnen nicht mehr; ich fotografierte sie nur noch regelmäßig.

image-9257

Maisbeet am 1. September

image-9258

Maisbeet, abgeerntet und abgegessen am 19. Oktober 2019

image-9259

Durch Maisbeulenbrand zerstörter Kolben (7. Oktober)

image-9260

Von Mitessern befallener Maiskolben (7. Oktober)

Weiße, pralle Stärkekörner

Wenn man so eine schöne Auswahl an verschiedensten Maiskörnern hat, juckt es einen leicht in den Fingern, der Welt (mindestens) noch eine weitere Maissorte zu schenken.

“Ein weißer Körnermais müsste doch recht hübsch aussehen!” flüsterte mein Hirn den Fingern ein, “Oder doch lieber ein roter?”

Nach einigem Jucken (das sich später auf die ganze rechte Handfläche ausbreitete) entschieden sich die Finger letztlich für die rein-weißen Körner.

image-9261

Weiße Ausgangsprodukte für die 2. Generation nach der Kreuzung

In Parzelle 63 hatte ich eine unnütze, marode Holzterrasse abgerissen, die von Giersch und Kratzdisteln durchwuchert wurde, um damit mehr Anbaufläche für Kartoffeln zu schaffen. An deren Rand fand sich nun noch ein nährstoffreiches Streifchen, das zwei Reihen weiße Maiskörner mit Maisbohnen aufnehmen konnte.

image-9262

Am 17. Mai zeigen sich die ersten Pflänzchen, die den weißen Körnern entwachsen sind

image-9263

Zwei Reihen weißer Mais am 26. Mai 2019

Die Beetbestellung verlief hier also in einigermaßen geordneten Bahnen.

image-9264

Am 9. Juni sind auch schon die Stangenbohnen zu erkennen (wenn man genau hinsieht)

Wenn jetzt die klimatischen Bedingungen dem Wachstum noch ihre Gunst erwiesen, konnten die Gene im Sommer die Mendel’schen Regeln perfekt umsetzen, und ich meinen Zuchterfolg feiern. Dachte ich mir.

image-9265

Am 22. Juli sehen die beiden Reihen so aus

image-9266

Und so am 9. August

image-9267

Der 28. August 2019 zeigte dieses Bild

Ja, dem Mais hat dieser Sommer gefallen!

Doch habe ich auch meine Zuchtziele erreicht?

Meine züchterischen Vorüberlegungen

Ich hatte mir aufgrund meines Wissensstandes folgendes Ergebnis gedacht: Das super-süße sh2-Gen, das ein Maiskorn schrumpelig und zu Zuckermais macht, wird rezessiv vererbt. Die ausgesäten schwarzen Schrumpelkörner konnten deshalb kein dominantes Gen für die Stärkebildung enthalten. Folglich sollten im “schwarzen” Maisbeet nur Kolben mit geschrumpften Zuckermaiskörnern entstehen.

image-9268

So ungefähr hatte ich mir das vorgestellt…

Bei der Farbe war ich mir nicht so sicher: Schwarz soll dominant vererbt werden. Das bedeutete, dass in den ausgesäten schwarzen Maiskörnern auch rezessive Erbanlagen für weiß, gelb und farblos enthalten sein, dass also in den zukünftigen Kolben auch Körner dieser Farbe entstehen konnten; aber der größere Teil sollte schwarz sein, ein Teil davon sogar schon reinerbig (homozygot).

Bei den weißen Maiskörnern sollte es umgekehrt sein: Sie konnten das rezessive sh2-Gen enthalten, aber eigentlich keine andere Farbe, da weiß ebenfalls rezessiv vererbt wird; alle weißen Körner mussten deshalb reinerbig für “Weiß” sein.

image-9269

So sollte der weiße Mais aussehen…

Ich erwartete also Kolben mit überwiegend rein-weißen, harten und ein paar weißen, verschrumpelten Maiskörnern.

Das Ergebnis meiner Züchtungsbemühungen

Ich habe das Ergebnis im Beitragsbild oben schon präsentiert; deshalb ist es keine Überraschung mehr: Die Richtung stimmt, das ist eindeutig zu sehen. Beim schwarzen Zuckermais überwiegen die schwarzen Zuckermaiskörner und beim weißen Körnermais die weißen, prallen Samen. Und das nach nur einem Ausleseschritt.

image-9270

Der bessere Teil des Gesamtergebnisses beim schwarzen Zuckermais

image-9271

Der bessere Teil des weißen Maises

Warum aber an den Kolben der schwarzen Kolben pralle gelbe Körner und an den weißen Kolben schwarze Körner vorkommen, war mir, ehrlich gesagt, ein Rätsel.

image-9272

Unerklärliche, pralle Stärkekörner am “schwarzen” Zuckermais

Die geheimnisvolle Erscheinung der schwarzen Körner an den weißen Kolben konnte ich mir nach einigem Stirnrunzeln wie folgt erklären: Die Farbbildung in der äußeren Aleuron-Schicht kann durch so genannte “Springende Gene” (Transposons) beeinflusst werden (nähere Erläuterungen dazu gibt’s in “Mein Hybrid-Mais”); diese Gene bewirken, dass manchmal nur schwarze Flecken oder Streifen in dieser Eiweiß-Schicht entstehen.

image-9273

Schwärzliche Körner an “weißen” Maiskolben

Es kann also sein, dass das dominante Gen für die Schwarzfärbung der Aleuron-Schicht vorhanden war, es durch die Transposons aber nahezu vollständig in seiner Wirkung gehemmt worden ist. Vielleicht war nur ein winziger schwarzer Fleck gebildet worden, der mir nicht aufgefallen ist, als ich die weißen Körner sortiert und im Frühjahr für die Aussaat ausgewählt hatte.

Das dominante Gen für die Farbe Schwarz sollte also wenigstens in einem Korn (kaum sichtbar) vorhanden gewesen sein. Aus diesem Korn hätte dann eine Pflanze mit einem Kolben erwachsen müssen, dessen Körner mehrheitlich schwarz hätten sein sollen.

Warum die Körner eines Kolbens aus einem weißen Korn, das ein unterdücktes, dominantes, schwarzes Gen enthält, mehrheitlich schwarz sein sollten, aber nicht immer sind

Bei der Bildung der weiblichen Ei-Anlagen hätte durch die Aufteilung des Chromosomensatzes und die anschließende, gleichmäßige Vermehrung der Ei-Anlagen die Hälfte von ihnen das schwarz färbende, dominante Gen bekommen müssen.

Auch eine Hälfte der männlichen Geschlechtszellen hätte bei dieser Pflanze ein dominantes, schwarz färbendes Gen bekommen.

Bei der Befruchtung einiger “weißer” Ei-Anlagen mit “schwarzem” Pollen wären auch diese Körner schwarz geworden.

Also, alle Körner mit “schwarzer” Ei-Anlage (die Hälfte) und die Körner mit “weißer” Ei-Anlage, die von einem “schwarzen” männlichen Pollen befruchtet werden, sollten schwarze Körner bilden; deshalb sollte mehr als die Hälfte der Körner dieses Kolbens schwarz sein.

Andererseits könnte eine unbestimmte Anzahl Körner durch die Wirkung der “Springenden Gene” nicht oder nur unvollkommen schwarz gefärbt sein, was den Anteil schwarzer/schwärzlicher Körner wieder verringert hätte, ihn sogar unter die Hälfte hätte drücken können.

image-9274

Schwarze Flecken in weißem Korn: Das dominante Farb-Gen wird in seiner Wirkung von Transposons behindert

Auf dem Bild oben sind weiße Maiskolben zu sehen, die einen größeren Anteil an schwarzen Körnern aufweisen, deren “Mutter” möglicherweise das dominante schwarze Gen in sich trug.

image-9275

Durch die “schwarzen” Pollen der Pflanze(n) mit dem dominanten, schwarzen Gen wurden dann auch ein paar “weiße” Ei-Anlagen anderer Kolben befruchtet, die deshalb ebenfalls ein paar schwarze oder schwarz-fleckige Körner aufweisen.

image-9276

Woher die rote Farbe kommt, ist ein weiteres Rätsel…

Wie aber die prallen, gelben Körner an die schwarzen Zuckermaiskolben kommen, weiß ich wirklich nicht. Futter- oder Bioanlagen-Mais, der sich hätte einmischen können, gab es in der Umgebung und in diesem Jahr weit und breit nicht.

Dieses Geheimnis behält mein schwarzer Zuckermais also vorläufig für sich.

image-9277

Einige Körner, die in den nächsten Jahren noch “wegselektiert” werden müssen

Wie geht es nun weiter, damit die beiden Sorten wirklich einheitlich schwarz und weiß, d. h. reinerbig (homozygot) für diese Farben, also samenfest werden?

Ich würde sagen: Ganz einfach! Ich wähle im kommenden Jahr wieder schwarze und weiße Körner für die Aussaat, passe dabei aber etwas genauer auf, dass ich wirklich rein-weiße und möglichst tief-schwarze Körner nehme, und dann sollte das Ergebnis noch etwas besser aussehen als in diesem Jahr.

Und dann wähle ich noch einmal und vielleicht noch einmal, bis tatsächlich in ein paar Jahren beim Aufwuchs keine Abweichungen mehr von meinen beiden Zuchtzielen auftreten.

Dann kommt die Selektion nach anderen Merkmalen: Lange und dicke Kolben, gesunder Wuchs, Resistenz gegen Maisbeulenbrand (und Nagetiere) und was es da sonst noch so an wünschenswerten Eigenschaften gäbe.

Ja, man kann über viele Jahre Spaß an solch einem “Geschäft” haben – wenn man kein Geld damit verdienen muss.

image-9278

Ein ziemlich perfektes Exemplar meines schwarzen Zuckermaises gab es schon (in der Mitte liegend)

Das einzige Problem, das ich bekommen kann, sind Inzucht-Erscheinungen, also kleiner werdende Kolben, mickrige Körner oder ähnliches. Ich betreibe die Züchtung ja nur mit sehr wenigen Pflanzen; aber darüber mache ich mir vorläufig keine Sorgen, das werde ich sehen…

Mais- und Bohnen-Züchtung in Kombination

Das Schöne an der Sache ist aber, dass ich ab jetzt meine Maiszüchtung mit der Züchtung meiner roten Kidney-Stangenbohne kombinieren kann: An jede Maispflanze werde ich im nächsten Jahr drei meiner F2-Bohnen (siehe unten) legen, die ich in diesem Jahr gezogen habe (Bericht folgt, wie oben schon versprochen, demnächst).

image-9279

F2-Generation meiner roten Kidney-Stangenbohnen. Ich hoffe, das Rot taucht in der F3-Generation wieder auf…

Mal sehen, wie es weitergeht, wann ich Vollzug melden und von vermehrter genetischer Vielfalt berichten kann… ich bin höchst gespannt.

Das unvermeidliche Schlusswort: Züchten kann jede*r und sollte das auch tun.

Ich hoffe auf jeden Fall, dass deutlich geworden ist, wie einfach ein solcher Zuchtprozess für eine eigenständige “Sorte” ist und wie Generationen von Bauern und Gärtnerinnen tausende von Land- und Hofsorten schaffen konnten, ohne die Vererbungsregeln zu kennen und aufwändige vergleichende Prüfungen des Ertrags oder sonstiger Qualitäten ihrer neuen “Sorten” anzustellen (Letzteres ist auch nur notwendig, wenn man immer nur das “Beste” finden will und nicht mit etwas Brauchbarerem oder Gefälligerem zufrieden ist).

image-9280

Stangenbohnen am “schwarzen” Mais (28. September 2019)

Selbstverständlich haben frühere “Züchter*innen” nicht (nur) auf Farbunterschiede hin selektiert, sondern vor allem nützliche Eigenschaften im Blick gehabt; aber im Prinzip sind sie dabei genau so vorgegangen, wie ich das hier beschrieben habe.

Gezielt züchten kann also auch jede*r!

Wer Saatgut gewinnt, züchtet auch, nur eben nicht auf ein bestimmtes Ziel hin; denn er wählt (in der Regel) seine gefälligsten Pflanzen, Samen und Früchte für die Weitervermehrung aus und verändert dadurch schon seine Nutzpflanzen zum Positiven. Die Umwelt- und Anbaubedingungen sorgen dann für den Rest der Züchtung: Die Anpassung an die eigenen Verhältnisse.