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FAU-Forschern entwickeln wärmeresistente Kartoffelpflanzen

08. Mai 2019

Eines mag die Kartoffel gar nicht: Wärme. Forscher der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) haben nun herausgefunden, woran das liegt: Steigt die Temperatur, blockiert eine sogenannte „kleine RNA“ die Knollenbildung.

Bildquelle: Shutterstock.com Kartoffel
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Den Wissenschaftlern ist es gelungen, diese kleine RNA auszuschalten und so wärmeresistente Kartoffelpflanzen zu erzeugen – angesichts des Klimawandels ein wichtiger Beitrag, um Ernteerträge auch in Zukunft zu sichern. Ihre Ergebnisse haben sie in der Fachzeitschrift Current Biology aus dem Verlag Cell Press veröffentlicht.

Weltweit gehört die Kartoffel neben Mais, Reis, Weizen und Maniok zu den wichtigsten Grundnahrungsmitteln. Die höchsten Erträge lassen sich bei gemäßigten Temperaturen erzielen – ideal für die Knollenbildung sind rund 21 Grad Celsius tagsüber und 18 Grad nachts.
Bei diesen Temperaturen und der richtigen Tageslänge wird in den Blättern ein knolleninduzierendes Eiweiß. Dieses signalisiert der Pflanze, Knollen zu bilden, um auf Kälteperioden vorbereitet zu sein. Ist es jedoch sehr warm – in den Laboren machten die FAU-Wissenschaftler um Prof. Dr. Uwe Sonnewald als Grenze 29 Grad tagsüber und 27 Grad nachts aus –, schaltet die Pflanze auf eine Art Wachstumsprogramm um: Sie bildet mehr grüne Triebe und Blätter, aber weniger bis keine Knollen mehr. Hinzu kommt: Die wenigen Knollen haben einen geringeren Stärkegehalt und keimen schneller – sie sind also nicht so nahrhaft und verderben rascher.

Prof. Dr. Uwe Sonnewald, Inhaber des Lehrstuhls für Biochemie, hat gemeinsam mit seinem Forschungsteam nun eine kleine Ribonukleinsäure (RNA) ausgemacht die die Knollenbildung temperaturabhängig reguliert. Bei niedrigeren Temperaturen ist sie inaktiv. Steigen die Temperaturen jedoch an, blockiert sie die Bildung von SP6A und damit das Knollenwachstum.

In einem zweiten Schritt erzeugten die Wissenschaftler Kartoffelpflanzen, in denen die Wirkung der kleinen RNA aufgehoben wurde und setzten sie hohen Temperaturen im Gewächshaus aus. Das Ergebnis: Auch bei mehr als 29 Grad bzw. 27 Grad entstanden weiterhin Knollen von guter Qualität. „Unsere Ergebnisse bieten die Chance, dass wir auch in Zukunft bei steigenden Temperaturen noch Kartoffeln anbauen können“, sagt Prof. Dr. Sonnewald. Als nächstes wollen die Forscher die Kartoffelpflanzen unter Feldbedingungen testen und prüfen, ob die Pflanzen auch unter realen Bedingungen der Hitze trotzen.

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Quelle: FAU - Friedrich-Alexander-Universität

Veröffentlichungsdatum: 08.05.2019

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Deutsche, Wissenschafter, Forschern, entwickeln wärmeresistente Kartoffelpflanzen