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 Feuerbrand bekämpfen und Salmonellen nachweisen
14.06.2017 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

nachricht Das Potenzial nichtheimischer Baumarten für den forstlichen Anbau in Deutschland sachlich prüfen
14.06.2017 | 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: Navigationssystem der Hirnzellen entschlüsselt

Das menschliche Gehirn besteht aus etwa hundert Milliarden Nervenzellen. Informationen zwischen ihnen werden über ein komplexes Netzwerk aus Nervenfasern übermittelt. Verdrahtet werden die meisten dieser Verbindungen vor der Geburt nach einem genetischen Bauplan, also ohne dass äußere Einflüsse eine Rolle spielen. Mehr darüber, wie das Navigationssystem funktioniert, das die Axone beim Wachstum leitet, haben jetzt Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) herausgefunden. Das berichten sie im Fachmagazin eLife.

Die Gesamtlänge des Nervenfasernetzes im Gehirn beträgt etwa 500.000 Kilometer, mehr als die Entfernung zwischen Erde und Mond. Damit es beim Verdrahten der...

Im Focus: Kohlenstoff-Nanoröhrchen verwandeln Strom in leuchtende Quasiteilchen

Starke Licht-Materie-Kopplung in diesen halbleitenden Röhrchen könnte zu elektrisch gepumpten Lasern führen

Auch durch Anregung mit Strom ist die Erzeugung von leuchtenden Quasiteilchen aus Licht und Materie in halbleitenden Kohlenstoff-Nanoröhrchen möglich....

Im Focus: Carbon Nanotubes Turn Electrical Current into Light-emitting Quasi-particles

Strong light-matter coupling in these semiconducting tubes may hold the key to electrically pumped lasers

Light-matter quasi-particles can be generated electrically in semiconducting carbon nanotubes. Material scientists and physicists from Heidelberg University...

Im Focus: Breitbandlichtquellen mit flüssigem Kern

Jenaer Forschern ist es gelungen breitbandiges Laserlicht im mittleren Infrarotbereich mit Hilfe von flüssigkeitsgefüllten optischen Fasern zu erzeugen. Mit den Fasern lieferten sie zudem experimentelle Beweise für eine neue Dynamik von Solitonen – zeitlich und spektral stabile Lichtwellen – die aufgrund der besonderen Eigenschaften des Flüssigkerns entsteht. Die Ergebnisse der Arbeiten publizierte das Jenaer Wissenschaftler-Team vom Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT), dem Fraunhofer-Insitut für Angewandte Optik und Feinmechanik, der Friedrich-Schiller-Universität Jena und des Helmholtz-Insituts im renommierten Fachblatt Nature Communications.

Aus einem ultraschnellen intensiven Laserpuls, den sie in die Faser einkoppeln, erzeugen die Wissenschaftler ein, für das menschliche Auge nicht sichtbares,...

Im Focus: Flexible proximity sensor creates smart surfaces

Fraunhofer IPA has developed a proximity sensor made from silicone and carbon nanotubes (CNT) which detects objects and determines their position. The materials and printing process used mean that the sensor is extremely flexible, economical and can be used for large surfaces. Industry and research partners can use and further develop this innovation straight away.

At first glance, the proximity sensor appears to be nothing special: a thin, elastic layer of silicone onto which black square surfaces are printed, but these...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

10. Uelzener Forum: Demografischer Wandel und Digitalisierung

26.07.2017 | Veranstaltungen

Clash of Realities 2017: Anmeldung jetzt möglich. Internationale Konferenz an der TH Köln

26.07.2017 | Veranstaltungen

2. Spitzentreffen »Industrie 4.0 live«

25.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Robuste Computer für's Auto

26.07.2017 | Seminare Workshops

Läuft wie am Schnürchen!

26.07.2017 | Seminare Workshops

Leicht ist manchmal ganz schön schwer!

26.07.2017 | Seminare Workshops