Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Fleckige Nudeln ohne Biss: Forscher nehmen Hartweizen-Gene unter die Lupe

10.04.2013
Forscher der Universität Hohenheim wollen Weg ebnen für neue winterfeste Hartweizen-Sorten mit idealen Eigenschaften für die Nudelherstellung

Versorgungslücke: Fast alle Nudeln bestehen aus Hartweizengrieß. Aber kaum ein Landwirt baut das Getreide hierzulande an. Ein möglicher Grund: Erst seit kurzem haben ein österreichischer Züchter und die Landessaatzuchtanstalt der Universität Hohenheim winterfeste Sorten hervorgebracht.

Wie sich die Frost-Toleranz auf die Qualität der Nudeln und auf die Widerstandsfähigkeit gegen Krankheiten auswirkt, untersuchen Forscher der Universität Hohenheim in Feldversuchen und Gen-Analysen im Labor. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) unterstützt das Vorhaben mit knapp 265.000 Euro. Damit gehört es zu den Schwergewichten der Forschung an der Universität Hohenheim.

Die allermeisten Nudeln, die in deutschen Supermärkten im Regal stehen, sind aus Hartweizen und kommen aus Südeuropa. Deutsche Teigwarenproduzenten verbrauchen ca. 400.000 Tonnen des Getreides pro Jahr. Doch hierzulande bauen Landwirte insgesamt nur auf etwa 20.000 Hektar Hartweizen an. Damit decken sie nur rund ein Drittel der Nachfrage ab. Den Rest müssen die Nudel-Hersteller aus Südeuropa und Kanada teuer importieren.
Der Grund für die Versorgungslücke: Hartweizen hatte in der Vergangenheit Probleme mit dem kalten deutschen Winter. „Inzwischen haben wir winterfesten Hartweizen gezüchtet“, berichtet Dr. Friedrich Longin von der Landessaatzuchtanstalt an der Universität Hohenheim.

Qualitätsmerkmale der winterfesten Sorten unklar
Doch Hartweizen muss viele Qualitätskriterien erfüllen, damit die Nudeln am Ende den Ansprüchen der Verbraucher genügen: „Dazu gehört vor allem die gold-gelbe Farbe, sagt Dr. Longin. „Die kommt nämlich meistens vom Hartweizen und weniger von den Eiern.“ Außerdem legten Hobby-Köche wert darauf, dass ihre Nudeln al dente sind, also Biss haben.
Bisher ist noch unklar, wie die neue Eigenschaft ‚Frosttoleranz’ die Qualität des Hartweizens beeinträchtigt. In der Vergangenheit ließen Tests keine eindeutigen Schlüsse zu. Einmal waren Nudeln aus winterfestem Hartweizen beanstandungslos. Ein anderes Mal fehlte ihnen der Biss und die gewünschte gold-gelbe Farbe. Stattdessen waren im Teig kleine schwarze Flecken zu sehen. „Die sind zwar völlig harmlos“, sagt Dr. Longin. „Aber sie machen aufmerksame Verbraucher misstrauisch.“

Stresstest für Hartweizen
Die Ursache dieser ungewünschten Eigenschaften sucht Dr. Longin auf Versuchsfeldern und in den Genen. Dazu unterzieht er 368 verschiedene Hartweizen-Sorten einem Stresstest auf der Schwäbischen Alb. Sie wachsen in einem länglichen, viereckigen Glaskasten auf der Versuchsstation Oberer Lindenhof. „Das Glas schützt vor Schnee, aber nicht vor Kälte. Eine Schneedecke, die unmittelbar auf den Pflanzen liegt wirkt isolierend und schützt den Hartweizen so vor strengem Frost“, erklärt Dr. Longin. „Wir wollen aber gerade, dass die Pflanzen unter Kältestress stehen.“
Doktorandin Alisa-Naomi Sieber kontrolliert, welche Pflanzen die Temperaturen von bis zu -20 Grad überstanden haben und welche nicht. „Es ist bekannt, dass eine bestimmte Gen-Region bei der Winterfestigkeit eine große Rolle spielt“, erklärt die Nachwuchswissenschaftlerin. „Aber dort sitzen bis zu 20 verschiedene Gene mit unbekannten Aufgaben.“

Boden-Viren und Pilze sorgen bisher für große Ernteausfälle
Bei den Feldversuchen steht außerdem ein weiteres Problem im Fokus: Jahr für Jahr entstehen Landwirten Ernteverluste durch die Pilzkrankheit Fusarium. Sie bildet ein Gift, das einen gewissen Grenzwert nicht überschreiten darf. Ist das der Fall, darf der verseuchte Hartweizen nicht in den Handel kommen. Die zweite Krankheit äußert sich in Zwergwüchsigkeit und wird von Viren verursacht. Sie kommen in manchen Regionen Europas im Boden vor. Im Frühjahr schlagen sie zu und hindern den Hartweizen am Wachsen. In betroffenen Gebieten kann daher Hartweizen nicht mehr gewinnbringend angebaut werden.
Dr. Longin sucht die Resistenz-Gene gegen die beiden Krankheiten. Deshalb infiziert er bei Feldversuchen auf dem Oberen Lindenhof, dem Heidfeldhof (Stuttgart) und in Nordfrankreich alle 368 verschiedenen Hartenweizen-Sorten gezielt mit den beiden Krankheiten und beobachtet dann, welche Sorten erkranken.

Erhofftes Ziel: Winterfester, robuster Hartweizen ohne Qualitätseinbußen
Mit einer Gen-Analyse bei allen 368 Sorten will Dr. Longin schließlich nachweisen, wie die Aufgaben unter den Genen verteilt sind: Welche Gene machen den Hartweizen winterfest? Welche machen ihn resistent gegen Krankheiten? Welche sorgen dafür, dass die Nudeln am Ende ihre gelbe Farbe und Biss haben?.„Für Züchter ist dieses Wissen unabdingbar“, sagt Dr. Longin, „denn nur wenn sie die Aufgabenverteilung unter den Genen kennen, können sie bei der Zuchtauswahl die richtige Entscheidung treffen.“
„Wenn dann bekannt ist, welche Gene zuständig sind“, sagt Dr. Longin, „ebnet dieses Wissen womöglich den Weg für neue winterfeste und robuste Hartweizensorten ohne Qualitätseinbußen für die Nudelherstellung. Voraussetzung dafür ist jedoch, dass es keine Gene gibt, die für beides gleichzeitig zuständig sind.“

Hintergrund: Forschungsprojekt
„Genomweite und Kandidatengen-basierte Assoziationskartierung zur Untersuchung der genetischen Architektur von Winterfestigkeit und Qualitätsmerkmalen im Hartweizen“ lautet der volle Titel des Forschungsprojekts von Dr. Longin. Es ist im November 2012 angelaufen und dauert drei Jahre. Die DFG unterstützt die Forschungsarbeit mit knapp 265.000 Euro. Projektpartner sind die Saatzucht Donau in Probstdorf bei Wien und die Südwestdeutsche Saatzucht GmbH & Co. KG in Rastatt.

Hintergrund: Schwergewichte der Forschung
Rund 27 Millionen Euro an Drittmitteln akquirierten Wissenschaftler der Universität Hohenheim im vergangenen Jahr für Forschung und Lehre. In loser Folge präsentiert die Reihe „Schwergewichte der Forschung“ herausragende Forschungsprojekte mit einem Drittmittelvolumen von mindestens 250.000 Euro bei den Experimental- bzw. 125.000 Euro bei den Buchwissenschaften.
Text: Weik / Leonhardmair

Kontakt für Medien:
Dr. Friedrich Longin, Universität Hohenheim, Landessaatzuchtanstalt,
Tel.: 0711/459 23846, E-Mail: friedrich.longin@uni-hohenheim.de

Florian Klebs | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-hohenheim.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Neue Materialchemie für Hochleistungsbatterien
19.09.2017 | Technische Universität Berlin

nachricht Zentraler Schalter der Immunabwehr gefunden
19.09.2017 | Medizinische Hochschule Hannover

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

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...

Im Focus: Quantensensoren entschlüsseln magnetische Ordnung in neuartigem Halbleitermaterial

Physiker konnte erstmals eine spiralförmige magnetische Ordnung in einem multiferroischen Material abbilden. Diese gelten als vielversprechende Kandidaten für zukünftige Datenspeicher. Der Nachweis gelang den Forschern mit selbst entwickelten Quantensensoren, die elektromagnetische Felder im Nanometerbereich analysieren können und an der Universität Basel entwickelt wurden. Die Ergebnisse von Wissenschaftlern des Departements Physik und des Swiss Nanoscience Institute der Universität Basel sowie der Universität Montpellier und Forschern der Universität Paris-Saclay wurden in der Zeitschrift «Nature» veröffentlicht.

Multiferroika sind Materialien, die gleichzeitig auf elektrische wie auch auf magnetische Felder reagieren. Die beiden Eigenschaften kommen für gewöhnlich...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

“Lasers in Composites Symposium” in Aachen – from Science to Application

19.09.2017 | Event News

I-ESA 2018 – Call for Papers

12.09.2017 | Event News

EMBO at Basel Life, a new conference on current and emerging life science research

06.09.2017 | Event News

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Latest News

“Lasers in Composites Symposium” in Aachen – from Science to Application

19.09.2017 | Event News

New quantum phenomena in graphene superlattices

19.09.2017 | Physics and Astronomy

A simple additive to improve film quality

19.09.2017 | Power and Electrical Engineering