Förderung neuer Technologien in der Pflanzenforschung
Das EU-Programm FET Open unterstützt zukünftige Pflanzenzüchtung mit fünf Millionen Euro
Die stetig wachsende Weltbevölkerung stellt die Landwirtschaft vor neue Herausforderungen. Eine neue Grüne Revolution scheint unausweichlich, um auch in Zukunft Erträge von Nutzpflanzen ausreichend zu steigern. Das EU-Programm FET Open fördert deshalb die Entwicklung einer neuen Technologie zur Steigerung der Pflanzenproduktivität unter Leitung von Arren Bar-Even am Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie in Potsdam-Golm mit knapp fünf Millionen Euro.
Die Produktivität der zukünftigen Landwirtschaft muss im Angesicht der global steigenden Bevölkerungszahlen stark verbessert werden. Die traditionelle Züchtung stößt hierbei aber zunehmend an ihre Grenzen, da die so verbesserten Erträge zwar graduell steigen, aber mit der Geschwindigkeit des Bevölkerungswachstum auf Dauer voraussichtlich nicht Schritt halten können. Deshalb werden sofort einsatzfähige Lösungen für die Unterstützung einer neuen grünen Revolution benötigt. Arren Bar-Even möchte deshalb mit fünf Partnern aus Forschung und Industrie neue Ansätze mit einem Fokus auf den Stoffwechsel der Pflanzen prüfen, um diese ertragreicher zu machen. Dies soll mit Hilfe der Synthetischen Biologie gelingen.
Das auf fünk Jahre angelegte Projekt „FutureAgriculture”, wird mit knapp fünf Millionen Euro von der Europäischen Kommission gefördert. Die Programmlinie FET Open ermöglicht es neue unkonventionelle und visionäre Ideen mit langfristigem Potential zu entwickeln, um so frühzeitig vielversprechende künftige Forschungsfelder zu identifizieren. Im aktuellen Zeitraum wurden 12 aus 670 eingereichten Projekten für eine Förderung ausgewählt.
Arren Bar-Evens Team am Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie und seine Kooperationspartner wollen nun einem Prozess in der Pflanze zu Leibe rücken, der uneffektiv ist und in Konkurrenz zur Fotosynthese steht. Gemeint sind die Atmungsprozesse der Pflanze (Fotorespiration), die zu einem Energieverlust führen und somit das Wachstum limitieren. Die Forscher wollen hierfür Stoffwechselwege verändern oder neue Wege entwickeln, um die Fotorespiration zu umgehen, bzw. zu verbessern. Möglich wird dies zum Beispiel durch die Änderung von Enzymeigenschaften oder das Einbringen neuer Proteine.
Das Forschungsprojekt ist in vier Phasen gegliedert. Zunächst sollen mittels Computeranalysen und ‑modellierungen vielversprechende Stoffwechselwege identifiziert werden. Die Effektivsten, also die kürzesten Wege mit möglichst geringem Energieverbrauch, werden dann im Reagenzglas nachgebaut und getestet. Sobald das gelingt, werden diese Wege in einzelligen Bakterien und Algen getestet. Hierfür stehen das Darmbakterium Escherichia coli und die GrünalgeChlamydomonas zur Verfügung, beides Modellorganismen in der Biologie. In der letzten Phase sollen die effizientesten synthetischen Stoffwechselwege in höhere Pflanzen eingebracht werden. Diese werden dann eingehend untersucht und charakterisiert.
Das interdisziplinäre Projekt startete am 1. Januar 2016. Arren Bar-Even ist Koordinator des Projekts, an dem außerdem Tobias Erb (Max-Planck-Institut für Terrestrische Mikrobiologie/SYNMIKRO, Marburg), Patrik Jones (Imperial College London, England) und Dan Tawfik (Weizmann Institute of Science, Israel), sowie die beiden Firmen Evogene (Israel) und IN S.r.l. (Italien) beteiligt sind.