Forschung fürs Comeback: Universität Hohenheim macht Sonnenblumen krankheitsresistent

Totgeglaubte leben länger: Die Nachfrage nach Pflanzenölen und Biodiesel steigt global. Aber die Weltproduktion droht der Nachfrage bald hinterher zu hinken. Wenn keine Versorgungslücke klaffen soll, ist die Sonnenblume unverzichtbar. Doch die leuchtend gelbe Ölpflanze neigt zu Krankheiten.

Aus Deutschland ist sie deshalb inzwischen fast völlig verschwunden. Forscher von der Universität Hohenheim wollen der Pflanze nun zum Comeback verhelfen. Sie untersuchen, mit welchen züchterischen Kniffen die Sonnenblume gesund bleibt. Das Bundesforschungsministerium fördert das Projekt mit knapp 254.000 Euro. Damit gehört es zu den Schwergewichten der Forschung an der Universität Hohenheim.

„Zehn Prozent der weltweit hergestellten Pflanzenöle kommen von der Sonnenblume“, sagt Dr. Volker Hahn von der Landessaatzuchtanstalt an der Universität Hohenheim. Und die Nachfrage nach Speiseölen und Biodiesel steigt.

„Im Moment werden nur so viele Pflanzenöle erzeugt, dass das Angebot gerade noch der Nachfrage begegnet. Weil die Nachfrage aber jährlich steigt, müsste die Produktion jedes Jahr um 1,5 Prozent wachsen. Deshalb brauchen wir die Sonnenblume.“ Zumal die mannshohe, leuchtend gelbe Ölpflanze wärmeliebend und deshalb den Herausforderungen des Klimawandels gewachsen ist.

Trotzdem sind die Sonnenblumen aus Deutschland fast ganz verschwunden. Kaum ein Landwirt baut sie noch an. Der Grund: Die Pflanze ist sehr krankheitsanfällig und bringt deshalb nicht zuverlässig Erträge. Mit zwei Ansätzen will Dr. Hahn nun der Sonnenblume mit krankheitsresistenten Sorten zum Comeback verhelfen.

Gene entlarven die krankheitsanfälligen Pflanzen

Auf den Feldern der Versuchsstation Eckartsweier bei Kehl hat Dr. Hahn Sonnenblumen gepflanzt. „Ich infiziere alle mit einer Krankheit und sehe dann, welche Pflanzen daran erkranken und welche nicht“, erklärt der Züchter die Versuchsanordnung. Danach nimmt er Proben von den Pflanzen mit ins Labor.

„Wenn wir wissen, welcher DNA-Abschnitt eine Sonnenblume krankheitsanfällig oder resistent macht, können wir die Züchtung gesunder Pflanzen wesentlich erleichtern“, erklärt Dr. Hahn. Deshalb isoliert er die DNA der einzelnen Pflanzen. Anhand von markanten Stellen in der Erbsubstanz kann der Forscher eingrenzen, auf welchem Abschnitt der Erbsubstanz das betroffene Gen sitzt. Statistische Verfahren, unter anderem entwickelt an der Landessaatzuchtanstalt, verbessern die Suche.

Mit diesem Wissen kann Dr. Hahn nun Pflanzen aussuchen, die keine anfälligen Gene besitzen. Indem er diese miteinander kreuzt, züchtet er krankheitsresistente Nachkommen.

Trick bei der Befruchtung bringt gesunde Nachfahren

Doch die Auswahl nach dem Gen-Check ist nicht der einzige Weg: „Reinerbig gesunde Sonnenblumen könnten theoretisch auch durch einen Trick bei der Befruchtung erzeugt werden.

„Statt zwei gesunde Pflanzen zu kreuzen können wir Pflanzen züchten, die allein aus der DNA einer gesunden Mutterpflanze bestehen. Möglich ist das, wenn der Samen der Vaterpflanze die Teilung der Mutter-DNA zwar in Gang setzt, sich aber in der Eizelle gar nicht einnisten kann“, erklärt Dr. Hahn.

Der biologische Fachbegriff für solche Pflanzen lautet Doppelhaploide. Beim Mais ist dieser Trick schon lange Gang und Gäbe. Doch bei der Sonnenblume funktionierte er bisher nicht. Das will Dr. Hahn mit seiner Forschung ändern.

Gesunde Pflanzen kreuzen oder die Befruchtung manipulieren – bei beiden Strategien hofft Dr. Hahn schon bald auf einen Durchbruch. Denn für ihn steht fest: „Am schnellsten kommen wir mit einer Kombination aus Selektion und Doppelhaploiden zu krankheitsresistenten Sonnenblumen.“

Hintergrund: Forschungsprojekt

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert das auf drei Jahre angelegte Forschungsprojekt an der Landessaatzuchtanstalt mit knapp 254.000 Euro. Projektpartner sind die Technische Universität München, die KWS Saat AG in Einbeck und die Trait Genetics GmbH in Gatersleben.

Hintergrund: Schwergewichte der Forschung

Fast 31 Millionen Euro an Drittmitteln akquirierten Wissenschaftler der Universität Hohenheim 2010 für Forschung und Lehre. In loser Folge präsentiert die Reihe „Schwergewichte der Forschung“ herausragende Forschungsprojekte mit einem Drittmittelvolumen von mindestens einer viertel Million Euro bzw. 125.000 Euro in den Wirtschafts- und Sozialwissenschaften.

Text: Weik / Klebs