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 BTU-Forscher*innen lernen aus Waldbränden
03.07.2020 | Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg

nachricht Urgetreide: wahrscheinlich weltgrößter Feldversuch offenbart Potential
25.06.2020 | Universität Hohenheim

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: Projektabschluss ScanCut: Filigranere Steckverbinder dank Laserschneiden

Eine entscheidende Ergänzung zum Stanzen von Kontakten erarbeiteten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT. Die Aachener haben im Rahmen des EFRE-Forschungsprojekts ScanCut zusammen mit Industriepartnern aus Nordrhein-Westfalen ein hybrides Fertigungsverfahren zum Laserschneiden von dünnwandigen Metallbändern entwickelt, wodurch auch winzige Details von Kontaktteilen umweltfreundlich, hochpräzise und effizient gefertigt werden können.

Sie sind unscheinbar und winzig, trotzdem steht und fällt der Einsatz eines modernen Fahrzeugs mit ihnen: Die Rede ist von mehreren Tausend Steckverbindern im...

Im Focus: ScanCut project completed: laser cutting enables more intricate plug connector designs

Scientists at the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT have come up with a striking new addition to contact stamping technologies in the ERDF research project ScanCut. In collaboration with industry partners from North Rhine-Westphalia, the Aachen-based team of researchers developed a hybrid manufacturing process for the laser cutting of thin-walled metal strips. This new process makes it possible to fabricate even the tiniest details of contact parts in an eco-friendly, high-precision and efficient manner.

Plug connectors are tiny and, at first glance, unremarkable – yet modern vehicles would be unable to function without them. Several thousand plug connectors...

Im Focus: Elektrogesponnene Vliese mit gerichteten Fasern für die Sehnen- und Bänderrekostruktion

Sportunfälle und der demografische Wandel sorgen für eine gesteigerte Nachfrage an neuen Möglichkeiten zur Regeneration von Bändern und Sehnen. Eine Kooperation aus italienischen und deutschen Wissenschaftler*innen forschen gemeinsam an neuen Materialien, um dieser Nachfrage gerecht zu werden.

Dem Team ist es gelungen elektrogesponnene Vliese mit hochgerichteten Fasern zu generieren, die eine geeignete Basis für Ersatzmaterialien für Sehnen und...

Im Focus: New Strategy Against Osteoporosis

An international research team has found a new approach that may be able to reduce bone loss in osteoporosis and maintain bone health.

Osteoporosis is the most common age-related bone disease which affects hundreds of millions of individuals worldwide. It is estimated that one in three women...

Im Focus: Neue Strategie gegen Osteoporose

Ein internationales Forschungsteam hat einen neuen Ansatzpunkt gefunden, über den man möglicherweise den Knochenabbau bei Osteoporose verringern und die Knochengesundheit erhalten kann.

Die Osteoporose ist die häufigste altersbedingte Knochenkrankheit. Weltweit sind hunderte Millionen Menschen davon betroffen. Es wird geschätzt, dass eine von...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Innovationstage 2020 – digital

06.08.2020 | Veranstaltungen

Innovationen der Luftfracht: 5. Air Cargo Conference real und digital

04.08.2020 | Veranstaltungen

T-Shirts aus Holz, Möbel aus Popcorn – wie nachwachsende Rohstoffe fossile Ressourcen ersetzen können

30.07.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Der Türsteher im Gehirn

06.08.2020 | Biowissenschaften Chemie

Kognitive Energiesysteme: Neues Kompetenzzentrum sucht Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft

06.08.2020 | Energie und Elektrotechnik

Projektabschluss ScanCut: Filigranere Steckverbinder dank Laserschneiden

06.08.2020 | Verfahrenstechnologie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics