Münster (upm), 30. August 2010
Was für viele Menschen genau das richtige Sommerwetter ist, ist für Pflanzen eine echte Herausforderung: Hitze und Trockenheit. Wie reagiert eine Pflanze, wenn es nicht regnet und gleichzeitig die Temperaturen in die Höhe klettern? "Das ist aus landwirtschaftlicher Perspektive eine wichtige Frage - ein großer Teil der Ernten kann durch solche Stressfaktoren verloren gehen. Aber auch aus Sicht eines Grundlagenforschers ist das ein sehr spannendes Thema", betont Prof. Dr. Jörg Kudla. Der Wissenschaftler vom Institut für Botanik der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (WWU) geht daher nun gemeinsam mit einem europaweiten Forscher-Konsortium dieser Frage nach.
Das neue Biotechnologie-Projekt "ADYSARC" ist Teil des transnationalen Forschungsprogramms "Plant-KBBE", für das sich die Forschungsministerien von Deutschland, Frankreich, Spanien und Portugal zusammengeschlossen haben. "ADYSARC" führt Grundlagenforschung mit angewandter Forschung zusammen und wird in Deutschland vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) sowie von privatwirtschaftlichen Unternehmen mit insgesamt rund 812.000 Euro für drei Jahre unterstützt. Sechs Partner aus Deutschland, Frankreich und Spanien sind unter der Leitung des Pflanzenbiotechnologie-Unternehmens BASF Plant Science GmbH daran beteiligt.
Pflanzen reagieren auf ihre Umwelt. Zum Beispiel verschließen sie bei Trockenheit die winzigen Öffnungen in ihren Blättern, die für den Gasaustausch nötig sind. Dadurch wird die Wasserverdunstung minimiert. Bei Hitze öffnen sich diese Poren weit, um durch Verdunstung Kühlung zu erzeugen. "Wie diese Regulation für jeden einzelnen Umweltfaktor auf genetischer Ebene funktioniert, ist schon recht gut erforscht. In der Natur treten Hitze und Trockenheit jedoch oft gleichzeitig auf. Wie löst eine Pflanze dieses Dilemma? Hier steht die Forschung noch am Anfang", erklärt Jörg Kudla. Am Beispiel von Reis wollen die Wissenschaftler diese Frage beantworten. Dazu suchen sie nach Genen, die bei gleichzeitiger Hitze und Trockenheit besonders aktiv sind - denn das ist ein Hinweis darauf, dass diese Gene eine wichtige Rolle bei der Bewältigung der Stresssituation spielen könnten. Die Ergebnisse, so hoffen die Forscher, können sie später auf andere Nutzpflanzen wie Weizen oder Mais übertragen.
Sind die wichtigsten "Stress-Gene" bekannt, wollen die Wissenschaftler durch konventionelle Züchtung Pflanzen erzeugen, bei denen diese Gene bei Hitze und Trockenheit auf Hochtouren laufen - und die daher besonders gut mit diesen schwierigen Umweltbedingungen klarkommen. Dadurch sollen Ertragsverluste vermindert werden. "An unserem Projekt sind zum Beispiel auch spanische Tomatenzüchter beteiligt. Gerade bei Tomatenpflanzen, die ja besonders viel Wasser benötigen, wäre eine bessere Anpassung an heiße, trockene Sommer wünschenswert", so Jörg Kudla.
Das neue Projekt ist eines von nun insgesamt vier internationalen "Plant-KBBE"-Projekten, an denen münstersche Biologen beteiligt sind. "Das BMBF beteiligt sich gegenwärtig an 22 derartigen transnationalen Verbundprojekten. Die Münsteraner sind also stark vertreten. Das spiegelt wider, dass die Universität Münster ihre Stellung in der pflanzlichen Biotechnologie in Deutschland in den letzten Jahren stark verbessert hat", betont Jörg Kudla.