Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Turbo-Züchtung schafft Super-Kartoffel

08.12.2009
Die Schale ist hellbraun, das Fleisch saftig und gelb – rein äußerlich sieht die neue Kartoffel aus wie jede andere.

Doch in ihrem Inneren ist sie anders: Ihre Zellen produzieren reines Amylopektin, eine Stärke, die in der Papier-, Textil- und Nahrungsindustrie benötigt wird. Die neue Kartoffel, die jetzt zum ersten Mal geerntet und verarbeitet wird, haben Fraunhofer-Forscher mit Hilfe eines neuen, besonders schnellen Züchtungsverfahrens entwickelt.

Der Herbst 2009 war für das Unternehmen Emsland Group ein besonderer Herbst: Zum ersten Mal in der Geschichte des größten deutschen Kartoffelstärke-Herstellers wurden Tilling-Kartoffeln verarbeitet, die ausschließlich die Stärke Amylopektin enthalten. Aus dieser lassen sich nicht nur Speisestärken zum Binden von Suppen und Desserts gewinnen, sondern auch Kleister und glättende Beschichtungen für die Papier- und Garnherstellung. »Die Kartoffel ist das erste durch Tilling gewonnene Produkt in Deutschland, das Markt-reife erlangt hat«, erläutert Prof. Dirk Prüfer vom Fraunhofer-Institut für Molekulare und Angewandte Ökologie IME.

Tilling – die Abkürzung steht für »Targeting Induced Local Lesions In Genoms« – ist ein Züchtungsverfahren, mit dem die Forscher der Evolution auf die Sprünge helfen. In der Natur geht die Evolution langsam: Durch Mutation und Selektion verändern sich Tier- und Pflanzenarten. Im Laufe der Generationen entwickeln sich diejenigen weiter, die sich auf Grund ihrer genetischen Ausstattung am besten an die gerade herrschenden Umweltbedingungen anpassen konnten. Andere Arten sterben aus. Der Mensch nutzt den Evolutionsprozess seit Jahrtausenden für seine Zwecke, indem er besonders ertragreiche Sorten weitervermehrt. Moderne Züchtungsverfahren funktionieren im Prinzip genauso, allerdings wird die natürliche Mutationsrate beschleunigt: »Mit Hilfe von Chemikalien lässt sich schnell eine große Anzahl von Mutanten gewinnen«, sagt Jost Muth vom IME, der an der Entwicklung der neuen Stärke-Kartoffel beteiligt war. »Wir arbeiten hier mit natürlichen Prinzipien: In der Natur löst das Sonnenlicht Veränderungen im Erbgut aus. Mit Chemie erreichen wir dasselbe, nur schneller.«

Bisher war Mutationszüchtung ein mühsamer Prozess: »Die Züchter mussten das mutierte Saatgut auf dem Feld ausbringen. Erst Monate später, am Ende der Vegetationsperiode, konnten sie sehen, ob eine der genetischen Veränderungen den gewünschten Erfolg hatte. Die meisten der erzeugten Mutationen konnten dabei gar nicht entdeckt werden, weil das Merkmal oft nicht dominant ist«, so Prüfer. Seinem Team ist es gelungen, die Umsetzung zu beschleunigen. Im Labor am IME werden die mutierten Samen zum Keimen gebracht. Sobald die ersten Blätter erscheinen, ist Erntezeit: Die Forscher nehmen eine Blattprobe, brechen die Zellstrukturen auf, isolieren das Genom und analysieren es. Innerhalb weniger Wochen lässt sich auf diese Weise herausfinden, ob eine Mutation die gewünschten Eigenschaften hat.

In einem durch die Fachagentur »Nachwachsende Rohstoffe« geförderten Projekt haben die Forscher am IME in Zusammenarbeit mit den Firmen Bioplant und Emslandstärke den Super-Kartoffelkeim aufgespürt: 2748 Keimlinge mussten untersucht werden, bis derjenige identifiziert war, der ausschließlich die Stärkekomponente Amylopektin produziert. Aus diesem Keim gewannen die Experten die erste Generation von Super-Kartoffeln. In ihrem Erbgut sind nur die Gene aktiv, die die Bildung von Amylopektin auslösen, während die Amylose-Gene ausgeschaltet sind. »Bisher enthielten Kartoffeln immer beide Stärkearten. Die Industrie musste das Amylopektin von der Amylose abtrennen – ein energie- und kostenintensives Verfahren«, erklärt Prüfer. Da Tilling-Kartoffeln nur Amylopektin enthalten, entfällt dieser Prozessschritt. Allein in Deutschland benötigt die Papier- und Klebstoffindustrie jährlich 500 000 Tonnen hochreines Amylopektin. Dazu kommen der Bedarf der Lebensmittelbranche und der Textilindustrie – letztere nutzt die Stärke, um Garne vor dem Weben zu glätten.

100 Tonnen der neuen Super-Kartoffeln wurden in diesem Herbst geerntet. »Sie lassen sich wie gewohnt in den Fertigungslinien verarbeiten«, berichtet Muth. »Besondere Maßnahmen sind nicht notwendig, weil die Tilling-Kartoffeln ganz normale Züchtungen sind, die kein gentechnisch verändertes Material enthalten.« Das Beispiel zeigt, dass sich mit klassischer oder moderner Turbo-Züchtung viel erreichen lässt. Die Voraussetzung für jede Art der Züchtung ist jedoch, dass das Gen, das zur Ausprägung der gewünschten Eigenschaft führt, in der Pflanze vorhanden und bekannt ist – wie das Gen für die Produktion von Amylose in Kartoffeln. »Wenn wir fremde Gene in die Pflanze einschleusen wollen, um beispielsweise Tabakpflanzen dazu zu bekommen, pharmakologische Wirkstoffe zu produzieren, ist es unumgänglich und sinnvoll gentechnische Verfahren zu benutzen«, resümiert Prüfer: »Grundsätzlich gilt beim Umgang mit Genen: Soviel Veränderung wie nötig aber so wenig wie möglich.«

Prof. Dr. Dirk Prüfer | Fraunhofer Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/presse/presseinformationen/2009/12/super-kartoffel.jsp

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Agrar- Forstwissenschaften:

nachricht Getreide, das der Dürre trotzt
19.09.2017 | Universität Wien

nachricht BMEL verstärkt Maßnahmen im Kampf gegen das Eschentriebsterben
11.09.2017 | Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.

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: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Im Focus: Ultrakurze Momentaufnahmen der Dynamik von Elektronen in Festkörpern

Mit Hilfe ultrakurzer Laser- und Röntgenblitze haben Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (Garching bei München) Schnappschüsse der bislang kürzesten Bewegung von Elektronen in Festkörpern gemacht. Die Bewegung hielt 750 Attosekunden lang an, bevor sie abklang. Damit stellten die Wissenschaftler einen neuen Rekord auf, ultrakurze Prozesse innerhalb von Festkörpern aufzuzeichnen.

Wenn Röntgenstrahlen auf Festkörpermaterialien oder große Moleküle treffen, wird ein Elektron von seinem angestammten Platz in der Nähe des Atomkerns...

Im Focus: Ultrafast snapshots of relaxing electrons in solids

Using ultrafast flashes of laser and x-ray radiation, scientists at the Max Planck Institute of Quantum Optics (Garching, Germany) took snapshots of the briefest electron motion inside a solid material to date. The electron motion lasted only 750 billionths of the billionth of a second before it fainted, setting a new record of human capability to capture ultrafast processes inside solids!

When x-rays shine onto solid materials or large molecules, an electron is pushed away from its original place near the nucleus of the atom, leaving a hole...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Höher - schneller - weiter: Der Faktor Mensch in der Luftfahrt

20.09.2017 | Veranstaltungen

Wälder unter Druck: Internationale Tagung zur Rolle von Wäldern in der Landschaft an der Uni Halle

20.09.2017 | Veranstaltungen

7000 Teilnehmer erwartet: 69. Urologen-Kongress startet heute in Dresden

20.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Drohnen sehen auch im Dunkeln

20.09.2017 | Informationstechnologie

Pfeilgiftfrösche machen auf „Kommando“ Brutpflege für fremde Kaulquappen

20.09.2017 | Biowissenschaften Chemie

Frühwarnsystem für gefährliche Gase: TUHH-Forscher erreichen Meilenstein

20.09.2017 | Energie und Elektrotechnik