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Forscher wollen Nutzpflanzen gegen die Klimakrise wappnen
Dr. Duarte Figueiredo möchte die Zukunft der Landwirtschaft revolutionieren. Diese steht angesichts der Klimakrise vor gewaltigen Herausforderungen, denn Hitzestress gefährdet die Bestäubung von Pflanzen massiv. Mit der sogenannten „Apomixis“ möchte der Forscher vom Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie die Befruchtung auch ohne hitzeempfindliche Pollen ermöglichen und die Ernährungssicherheit in einer sich erwärmenden Welt verbessern. Für sein Projekt NoSexSeed erhält er nun eine Förderung des European Research Council in Höhe von zwei Millionen Euro.
Apomixis bezeichnet die Fähigkeit von Pflanzen, Samen ohne Befruchtung durch Pollen zu erzeugen. In der Natur stellt sie ein bisher seltenes Phänomen dar. Für die Zukunft der Landwirtschaft, die durch instabile Klimaverhältnisse vor großen Herausforderungen steht, birgt sie jedoch ein transformatives Potenzial, denn Pollen ist sehr anfällig für Hitze und Trockenheit. Apomixis kann genetisch identische, ertragreiche Pflanzen hervorbringen und die Samen- und Fruchtproduktion auch ohne lebensfähige Pollen sicherstellen.
Apomixis kommt bei einigen Wildpflanzen auf natürliche Weise vor, doch keine der weltweit wichtigen Nutzpflanzen besitzt diese Eigenschaft. Traditionelle Züchtungsmethoden können sie nicht einführen. Echte Apomixis vereint drei Eigenschaften der Reproduktion von Pflanzen:
Apomeiose: Bildung von Eizellen ohne Meiose, also ohne Reduktion von Chromosomen.
Parthenogenese: Entwicklung eines Embryos ohne Befruchtung.
Autonomes Endosperm: Bildung der Nahrungsvorräte des Samens ohne Befruchtung.
Bei den ersten beiden Merkmalen der Apomixis wurden bereits erhebliche Fortschritte erzielt. Die partielle Apomixis ist bei Nutzpflanzen wie Reis und Mais bereits erreicht worden. Das dritte Merkmal, die Bildung eines autonomen Endosperms – das Nährgewebe in Samen – stellt jedoch nach wie vor eine Hürde dar. Echte Apomixis in Nutzpflanzen ist bisher unerreicht. Das Projekt NoSexSeed stellt sich dieser Herausforderung.
Das Ziel: klimaresistente Tomaten
Das Team um Figueiredo möchte apomiktische Pflanzen, die sich natürlich ohne Befruchtung vermehren können, mit solchen vergleichen, die auf die Bestäubung mit Pollen angewiesen sind. Ihre Erkenntnisse möchten sie anschließend auf Tomatenpflanzen übertragen. „Die Tomate eignet sich wunderbar hierfür, da sie nicht nur eine global bedeutende Kulturpflanze ist, sondern ihr Pollen auch besonders empfindlich auf Hitze reagiert“, erklärt Figueiredo. „Da sich der Klimawandel beschleunigt, muss sich die Landwirtschaft anpassen“, betont er. “Apomixis könnte der Schlüssel zu dieser Anpassung sein und uns dabei helfen, die Weltbevölkerung nachhaltig zu ernähren.“
Hintergrund
Die Starting Grants des European Research Council (ERC) zählen zu den angesehensten und kompetitivsten Förderprogrammen in der Europäischen Union. Sie unterstützen führende Wissenschaftler mit ambitionierten Projekten, die das Potenzial für bedeutende wissenschaftliche Durchbrüche haben. In der aktuellen Förderperiode wurden lediglich 14 % der eingereichten Anträge bewilligt.
Dr. Duarte Dionísio Figueiredo arbeitet seit 2021 als Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie im Potsdam Science Park und leitet die Arbeitsgruppe „Samenentwicklung und Apomixis“.
Dr. Duarte Dionísio Figueiredo
Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie
figueiredo@mpimp-golm.mpg.de
Rebecca Vaßen
Referentin für Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie
Tel. 0331/567 8310
pr@mpimp-golm.mpg.de
http://www.mpimp-golm.mpg.de
With the help of the ERC funding, Dr. Duarte Figueiredo could soon be producing climate-resilient to ...
sevens+maltry
MPI-MP/sevens+maltry
Criteria of this press release:
Journalists, Scientists and scholars, all interested persons
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transregional, national
Miscellaneous scientific news/publications, Research projects
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