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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 Dr. Arren Bar-Even am Max Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie mit knapp 5 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. Dr. 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 5 Jahre angelegte Projekt „FutureAgriculture”, wird mit knapp 5 Mio. 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.
Dr. 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 Grünalge Chlamydomonas 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. Dr. Arren Bar-Even ist Koordinator des Projekts, an dem außerdem Dr. Tobias Erb (Max-Planck-Institut für Terrestrische Mikrobiologie/SYNMIKRO, Marburg), Dr. Patrik Jones (Imperial College London, England) und Prof. Dan Tawfik (Weizmann Institute of Science, Israel), sowie die beiden Firmen Evogene (Israel) und IN S.r.l. (Italien) beteiligt sind.
Max-Planck-Institute
Die beiden Max-Planck-Institute gehören zur Max-Planck-Gesellschaft, Deutschlands erfolgreichste Forschungsorganisation im Bereich Grundlagenforschung.
Das Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie untersucht metabolische und molekulare Prozesse auf unterschiedlichen Ebenen der Pflanze. Ziel ist es zu verstehen, wie der pflanzliche Stoffwechsel und das Wachstum reguliert sind, sowie die Reaktionen auf verschieden Faktoren zu untersuchen.
Das Max-Planck-Institut für Terrestrische Mikrobiologie untersucht die Funktionsweise von Mikroorganismen auf molekularer, zellulärer und Gemeinschaftsebene. Am Zentrum für Synthetische Mikrobiologie (SYNMIKRO) werden systembiologische Ansätze genutzt um Mikroorganismen zu verstehen und zu verändern.
The Imperial College London
Das Imperial College London ist eine wissenschaftlich arbeitende Universität. Die Fakultät für Naturwissenschaften ist darauf ausgerichtet Änderungen der Bedürfnisse der Gesellschaft, Industrie und Gesundheitsversorgung zu erkennen und sich den Herausforderungen des Klimawandels, der Energieversorgung und der globalen Gesundheit und Sicherheit anzunehmen.
Weizmann Institute of Science
Das Weizmann Institute of Science ist eine der weltweit führenden Einrichtung der Grundlagenforschung auf dem Gebiet der Naturwissenschaften. Die Fakultät der Biochemie beschäftigt sich mit den Vorgängen des Lebens auf molekularer, zellulärer und organischer Ebene, sowie mit dem Organismus und seiner Umgebung.
Evogene
Evogene ist darauf spezialisiert pflanzliche Merkmale mit Hilfe der Biotechnologie und aktuellen Züchtungsmethoden in verschiedenen Nutzpflanzen zu verbessern. Der Fokus liegt auf der Identifizierung von Genen, die mit wichtigen Merkmalen, wie Ertrag und Trockentoleranz, assoziiert sind.
IN S.r.l.
IN S.r.l. ist eine Agentur, die private oder öffentliche Organisationen bei der Teilnahme an lokalen, nationalen und EU-Projekten unterstützt. Sie stellt professionellen Service im Bereich Projektmanagement zur Verfügung.
Kontakt
Dr. Arren Bar-Even
Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie
Tel. 0331/567 8910
Bar-Even@mpimp-golm.mpg.de
Dr. Ulrike Glaubitz
Referentin für Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie
Tel. 0331/567 8275
Glaubitz@mpimp-golm.mpg.de
http://www.mpimp-golm.mpg.de
http://www.mpimp-golm.mpg.de/2045980/FETOpen_Arren_Bar-Even
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Criteria of this press release:
Business and commerce, Journalists, Scientists and scholars, Students, Teachers and pupils, all interested persons
Biology, Zoology / agricultural and forest sciences
transregional, national
Miscellaneous scientific news/publications, Research projects
German
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