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Auf der Suche nach der stressresistenten Kartoffel

Porträt Sophia Sonnewald
PD Dr. Sophia Sonnewald

EU-Projekt

Die Kartoffel gehört zu den wichtigsten Grundnahrungsmitteln der Welt. Auch als Futtermittel und Industrierohstoff ist sie von enormer wirtschaftlicher Bedeutung. Allerdings ist sie besonders empfindlich gegenüber den Folgen der Klimaveränderungen: Hitze- und Dürreperioden, aber auch Überschwemmungen der Anbaufläche als Folge von Starkregen sorgen für enorme Ertragseinbußen. Das EU Horizon-2020 Projekt ADAPT erforscht die Stressanpassung der Kartoffel mit dem Ziel, resistentere Sorten zu entwickeln. Mit dabei ist ein Forschungsteam aus dem Lehrstuhl Biochemie der FAU unter der Leitung von PD Dr. Sophia Sonnewald.

 

„Die Kartoffel stammt ursprünglich aus den klimatisch kühlen Hochlandregionen Südamerikas und reagiert daher besonders empfindlich auf Hitzestress“, sagt Sophia Sonnewald vom Lehrstuhl Biochemie am Department Biologie. Die Pflanzenbiologin leitet das an der FAU angesiedelte Teilprojekt des EU-Horizon 2020 Projekt ADAPT (Accelerated Development of multiple-stress tolerAnt PoTato).

Ziel des Projektes ist es, neue Strategien zu entwickeln, um die Kartoffel fit für die herausfordernden klimatischen Bedingungen der Zukunft machen. Die Arbeiten sind für die kommenden vier Jahre geplant, für welche die EU ein Gesamtbudget von 5 Millionen Euro bewilligte (Grant Agreement GA 2020 862-858).

Die Mechanismen der Stressanpassung auf molekularer Ebene sind in pflanzlichen Modellsystemen wie der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) teilweise erforscht, jedoch weitestgehend nicht in Nutzpflanzen wie der Kartoffel. Die als Folge des Klimawandels vermehrt auftretenden Hitze- und Dürreperioden sorgen für enorme Ertragseinbußen. Auch leiden Kartoffelknollen besonders unter Überschwemmungen der Anbaufläche als Folge von Starkregen. In deren Folge kann es innerhalb von nur wenigen Tagen zu einem kompletten Ernteausfall auf der betroffenen Fläche kommen. „Im Projekt erforschen wir die molekularen und phänotypischen Reaktionen insbesondere auf Hitze- und Trockenstress. Dazu nutzen wir die genetische Varianz etablierter Sorten, aber auch gentechnische Ansätze und moderne OMICs-Technologien wie zum Beispiel Genomik, Proteomik oder Metabolomik, um in Zusammenarbeit mit den Züchter*innen wichtige Merkmale zu identifizieren, die die Stresstoleranz von Kartoffelsorten verbessern“, fasst Sophia Sonnewald die Zielsetzung des Projektes zusammen.

 

Grüne und gelbe/vertrocknete Kartoffelpflanzen nebeneinander auf dem Feld

Kartoffelpflanzen zweier verschiedener Sorten auf einem Feld in der Region Hannover im August 2019 (Bild: Markus Teige)

 

ADAPT ist ein Konsortium von zehn führenden europäischen Forschungsinstitutionen, vier Kartoffelzüchtern, einer non-profit EU-Organisation, der Österreichischen Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit (AGES) und einem Technologie-Entwickler, das die molekularen Grundlagen der Stressanpassung in Kartoffeln erforscht.

Im Projekt kombinieren die beteiligten Forscher*innen ihre Expertise auf den Gebieten der Molekularbiologie, Stressphysiologie, Systembiologie und Analytik mit Technologie-Entwicklung und molekularer Pflanzenzüchtung und arbeiten Hand in Hand mit Endverbraucher-orientierten Organisationen für Sortentypisierung und Handel, um die erzielten Ergebnisse direkt in praktische Anwendungen zu überführen. Durch das breit aufgestellte Konsortium sollen die Forschungsergebnisse die relevanten Interessenvertreter und Endverbraucher direkt erreichen, in den Züchtungsprogrammen der Kartoffelzüchter umgesetzt werden und sich auf die moderne landwirtschaftliche Anbaupraxis auswirken.

 

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