Inhibitoren der Gibberellinsynthese bei Weizen und Reis: architektonische Regulation, agronomische Abwägungen und neue Chancen

Gibberelline (GAs) sind zentrale Regulatoren der Pflanzenarchitektur, und ihre gezielte Modulation spielte eine entscheidende Rolle in der Pflanzenzüchtung. Die Einführung halbzwergwüchsiger Weizen- und Reissorten durch Mutationen im GA-Stoffwechsel und in der Signalübertragung begründete die Grüne Revolution und veränderte die globale Landwirtschaft grundlegend. Über genetische Ansätze hinaus bietet die chemische Hemmung der GA-Biosynthese eine reversible, stadiumsspezifische und vielseitige Möglichkeit, das Wachstum fein zu steuern. Bei Getreidearten wie Weizen (Triticum aestivum) und Reis (Oryza sativa) wurden Gibberellinsynthese-Inhibitoren (GBIs) häufig eingesetzt, um die Standfestigkeit zu verbessern, die Kronenstruktur zu optimieren und die Erträge bei dichter Pflanzung zu stabilisieren. In diesem Übersichtsartikel fassen wir Fortschritte in den GA-Biosynthesewegen und ihrer chemischen Regulation zusammen, klassifizieren wichtige GBIs nach Struktur und Wirkungsmechanismus und betonen deren Rolle bei der Steuerung von Wachstum und Ertragsbildung in Weizen und Reis. Trotz nachgewiesener Wirksamkeit schränken mehrere Herausforderungen die breitere Anwendung ein, darunter Umweltreste, Wetter-Dosis-Reaktionsmodelle, Innovation und Anwendung sowie die Integration in agronomische Managementmaßnahmen. Wir heben zudem die Entwicklung von GBIs der nächsten Generation, KI-unterstütztes Screening und die Erstellung von Dosis-Modellen hervor. Durch die Integration dieser Ansätze könnten GBIs zu einem Eckpfeiler einer nachhaltigen Intensivierung des Getreideanbaus werden. Diese Übersicht bietet sowohl mechanistische Einblicke als auch praktische Empfehlungen zur Förderung der auf GBIs basierenden Regulation der Pflanzenarchitektur und eröffnet neue Chancen für Ertragsstabilität und ressourceneffiziente Produktion angesichts des globalen Klimawandels. • Integriert GA-Biosynthese, Signalnetzwerke und Inhibitortechnologie in einen einheitlichen Rahmen zur Regulation der Getreidearchitektur. • Vergleicht molekulare Mechanismen und agronomische Leistung wichtiger GBIs bei Weizen und Reis. • Bewertet kritisch agronomische Vorteile und Umweltgefahren von GBIs unter modernen Getreideproduktionssystemen. • Hebt zukünftige Richtungen hervor, darunter KI-gestützte Entwicklung, präzises Dosismodellieren und nachhaltige GBI-Entwicklung.