Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Bessere Ernte für Kleinbauern dank klonaler Vermehrung von Nutzpflanzen

29.01.2016

Hybridpflanzen werfen nur für eine Generation einen sehr hohen, landwirtschaftlichen Ertrag ab. Jedes Jahr muss deshalb neues, hybrides Saatgut hergestellt und verwendet werden. Durch klonale Vermehrung könnte die Leistungsfähigkeit solcher Pflanzen jedoch unverändert weitervererbt werden. Forscher der Universität Zürich haben erstmals experimentell bewiesen, dass diese fast 80jährige Idee funktioniert. Damit könnten sich neue Möglichkeiten sowohl für Saatgutproduzenten wie für Kleinbauern der Dritten Welt eröffnen.

Hybridpflanzen sind in der heutigen Landwirtschaft äusserst wichtig für die ausreichende Herstellung von Nahrung, Futtermittel, Treibstoff und Kleidung. Diese Kreuzungen aus zwei unterschiedlichen Sorten gelten als besonders robust und weit leistungsfähiger als ihre reinen Elterngenerationen.


Die neue Generation der Hybridpflanzen im Gewächshaus.

Bild UZH


Das Mausohrhabichtskraut kommt in der Natur apomiktisch vor.

Bild UZH

Dank Hybridpflanzen können die Erträge von Getreidearten wie Mais mehr als verdoppelt werden. Allerdings gehen die positiven Eigenschaften in der nächsten Generation bereits wieder verloren, weshalb Hybridsamen jedes Jahr neu hergestellt werden müssen. Diese Kreuzungen sind kosten- und zeitintensiv und die Bauern sind auf jährlich neues Saatgut angewiesen.

Bereits in den 1930er Jahren schlugen zwei russische Wissenschaftler vor, wie dieser aufwändige Prozess vereinfacht werden könnte: Könnte sich die erste Mischlingsgeneration, der sogenannte F1-Hybrid, ungeschlechtlich fortpflanzen, bliebe ihre erhöhte Leistungsfähigkeit erhalten.

Einige Pflanzenarten beherrschen die Vermehrung durch natürliches Klonen der Samen, das als Apomixis bezeichnet wird, bereits von Natur aus. Die Theorie, dass Apomixis die Eigenschaften von Hybridpflan-zen bewahren kann, wurde jedoch nie experimentell getestet – bis jetzt: Prof. Ueli Grossniklaus vom Institut für Pflanzen- und Mikrobiologie der Universität Zürich hat mit seinem Team nun den Beweis erbracht.

Wichtiger Beitrag zur Apoximisforschung

«Wir weisen bei apomiktisch vermehrten Hybridpflanzen nach, dass auch die Nachkommen die gewünschten biologischen Eigenschaften behalten. Wir konnten die besondere Leistungsfähigkeit der Hybride fixieren», erklärt Erstautor Dr. Christian Sailer.

Die Pflanzen erzielen über zumindest zwei weitere Generationen die gleiche Wuchsgrösse und den gleichen Ertrag. Bei konventionellen F1-Hybriden, die in der Landwirtschaft verwendet werden, hätten sich dagegen die Individuen der nächsten Generation stark voneinander unterschieden.

Die Publikation von Sailer ist ein lang erwarteter, wichtiger Beitrag zur Apomixisforschung und deren potentielle Anwendung. Denn bisher war unklar, ob die Fixierung des Genotyps ausreicht, um die überlegenen Eigenschaften von Hybriden über Ge-nerationen hinweg zu erhalten.

Für ihre Versuche hat das Forscherteam mit dem natürlich vorkommenden apomiktischen Mausohrhabichtskraut (Hieracium pilosella) elf neue Hybride durch Kreuzungen hergestellt und diese über zwei Generationen durch natürliches Klonen der Samen vermehrt.

Es wurden 20 verschiedene Eigenschaften gemessen und getestet, ob diese sich von einer Pflanzengeneration zur nächsten verändert haben. Zudem wurden beide Generationen derselben Klone zur selben Zeit im Glashaus gezogen, damit sie den gleichen Umweltbedingungen ausgesetzt waren und unterschiedliche Faktoren wie Temperatur, Wasser, Licht etc. ausgeschlossen werden konnten.

Günstigeres und robusteres Saatgut auch für Kleinbauern

«Wenn dieser spezielle Vermehrungsweg in Kulturpflanzen Verwendung findet, würde dies die Kosten zur Herstellung von F1-Hybridsamen dramatisch reduzieren. Dadurch würden nicht nur die Saatgutproduzenten profitieren, sondern auch die Subsistenzbauern in den Entwicklungsländern», erklärt Prof. Ueli Grossniklaus.

Heute verwenden diese Kleinbauern meist wenig ertragreiche Landrassen für den Eigenbedarf. Dank der apomiktischen Fortpflanzung hätten sie einen günstigeren Zugang zu ertragsreicheren und robusteren Hybridsorten. Und sie könnten ohne Ertragseinbussen die Samen der jetzigen Ernte für die Aussaat im nächsten Jahr verwenden. Allerdings müsste zuvor die tatsächliche Anwendung in Kulturpflanzen noch im Detail getestet werden, so Grossniklaus.

Literatur:
Christian Sailer, Bernhard Schmid, Ueli Grossniklaus. Apomixis allows the transgenerational fixation of phenotypes in hybrid plants. Current Biology, 28. Januar 2016. Doi: 10.1016/j.cub.2015.12.045

Kontakte:
Prof. Ueli Grossniklaus
Institut für Pflanzen- und Mikrobiologie
Universität Zürich
Tel. +41 79 598 33 89 (abends)
E-Mail: grossnik@botinst.uzh.ch

Christian Sailer
Cellular and Developmental Biology
John Innes Centre
Norwich, United Kingdom
Phone: +44 1603 450519
E-Mail: christian.sailer@jic.ac.uk

Weitere Informationen:

http://www.mediadesk.uzh.ch/index.html

Melanie Nyfeler | Universität Zürich

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Agrar- Forstwissenschaften:

nachricht Elefanten-Herpes: Super-Verbreiter gefährden Jungtiere
04.05.2017 | Universität Zürich

nachricht Wurmmittel für Weidetiere können die Keimung von Pflanzensamen beeinflussen
27.04.2017 | Universität Trier

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Agrar- Forstwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

DFG fördert 15 neue Sonderforschungsbereiche (SFB)

26.05.2017 | Förderungen Preise

Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

26.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Unglaublich formbar: Lesen lernen krempelt Gehirn selbst bei Erwachsenen tiefgreifend um

26.05.2017 | Gesellschaftswissenschaften