Millionenförderung für die HHU-Pflanzenforschung

Kartoffeln beschleunigt züchten – unter Einsatz neuer Methoden

Im Projekt „PotatoTools“ wollen Biologen der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) Werkzeuge entwickeln, um gezielt bessere Kartoffelsorten zu züchten. 

Der genetische Unterschied zwischen Kartoffelsorten kann größer sein als der zwischen Mensch und Schimpanse. Das spiegelt sich in der hohen Variabilität verschiedener Kartoffelsorten wider. © HHU / V. Prigge

Die Kartoffel gezielt durch Züchtung zu verbessern ist aufgrund verschiedener Faktoren schwierig. Im Projekt „PotatoTools“ wollen Biologen der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) um Dr. Delphine Van Inghelandt und Prof. Dr. Benjamin Stich Werkzeuge entwickeln, um gezielt bessere Kartoffelsorten zu züchten. Das am Institut für Quantitative Genetik und Genomik der Pflanzen sowie an Züchtungsunternehmen angesiedelte und von der HHU koordinierte Projekt hat, inklusive Eigenanteilen, ein Gesamtvolumen von 2,7 Millionen Euro.

Chromosomensatz erschwert klassische Züchtung

Von Solanum tuberosum, der Kartoffel, sind weltweit mehrere Tausend unterschiedliche Sorten bekannt. Doch diese Vielfalt täuscht darüber hinweg, dass sie aufgrund verschiedener genetischer und biologischer Faktoren schwer durch klassische Züchtung verbessert werden kann. Dies liegt zum einen daran, dass die Kulturkartoffel tetraploid ist, ihr Erbgut also jeweils vier Chromosomensätze enthält; zum Vergleich: Der Mensch ist diploid und besitzt einen doppelten Chromosomensatz. Der Nachteil besteht bei der Kartoffel darin, dass an jedem Genort vier verschiedene Versionen, sog. Allele, vorliegen können. Dies macht es erheblich schwieriger, die leistungsfähigste Kombination von Allelen zu erstellen. Außerdem haben Kartoffeln einen – im Gegensatz zu anderen wichtigen Kulturpflanzen wie Mais, Weizen oder Gerste – geringen Vermehrungskoeffizienten, also eine geringere Zahl von Knollen, die pro Pflanze geerntet werden kann. Dies verlangsamt den Züchtungsfortschritt, da ökonomisch interessante Merkmale erst gegen Ende eines Züchtungszyklus erfasst werden können.

Anzeige

Aufgrund der Bedeutung der Kartoffel sowohl für die Ernährung als auch für die Wirtschaft ist es notwendig, spezielle neue Sorten zu züchten, die zum Beispiel resistent gegen Pflanzenkrankheiten sind, die man wandelnden Anbau- und Umweltbedingungen anpasst oder die einen höheren Nährstoffgehalt haben.

Genetisches Potenzial vorhersagen

Das HHU-Team um Prof. Stich koordiniert das mit Bundesmitteln geförderte Projekt PotatoTools, bei dem Werkzeuge für die „Genomische Selektion“ (GS) bei Kartoffeln erforscht werden sollen. Mit den im Projekt entwickelten Methoden soll es möglich werden, das genetische Potenzial zukünftiger Sorten unter Einbezug von tausenden im Erbgut verteilten molekularen Markern vorherzusagen.

Um mittels GS gewünschte Eigenschaften erfolgreich selektieren zu können, fehlen bislang wichtige genomische Ressourcen. So gibt es noch keine Referenzgenomsequenz der Kulturkartoffel. Auch gibt es keine Möglichkeiten, um unterschiedliche Genotypen (der Genotyp umfasst die gesamte genetische Ausstattung eines individuellen Lebewesens) von Kartoffeln im Hochdurchsatzverfahren mittels sogenannter SNP-Arrays zu charakterisieren. Ebenfalls ist noch unklar, wie der Ablauf von Kartoffelzüchtungsprogrammen verändert werden muss, um die Vorteile der GS optimal zu nutzen. Alle diese offenen Fragen will das Projekt PotatoTools angehen. Am Ende sollen allgemein anwendbare Werkzeuge und Methoden entstehen.

Im Projekt arbeiten Forschungsgruppen des Instituts für Quantitative Genetik und Genomik der Pflanzen der HHU und Unternehmen mit. Das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft fördert es über drei Jahre durch die "Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe". Das gesamte Projektvolumen beträgt rund 2,7 Millionen Euro, worin die Eigenanteile der beteiligten Unternehmen berücksichtigt sind.

Quelle: HHU

Anzeige

Das könnte Sie auch interessieren

Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige

Pflanzengenome

Mechanismus zur Verdoppelung entdeckt

Polyploidisierungen könnten Pflanzen die Anpassung etwa an den Klimawandel erleichtern. Die genaue Kenntnis der zugrundeliegenden Prozesse birgt außerdem große Potenziale für die Züchtung von Nutzpflanzen. Dazu untersucht ein Hamburger...

mehr...