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FORSCHUNG/790: Mehr Zucker durch zelleigenen Kurierdienst (aid)


aid-PresseInfo Nr. 40/10 vom 6. Oktober 2010

Mehr Zucker durch zelleigenen Kurierdienst

Grundlagenforschung für höhere Erträge


(aid) - Ertragssteigerungen bei Getreide von 20 Prozent ganz ohne zusätzliche Düngemittel oder Mehrausgaben für Schädlingsbekämpfung könnten schon bald keine Utopie mehr sein. Wissenschaftler um Ekkehard Neuhaus von der Universität Kaiserslautern und Rainer Hedrich von der Universität Würzburg haben quasi nebenbei eine wichtige Entdeckung gemacht. Eigentlich untersuchten sie den Zuckertransport an der Arabidopsis thaliana. Die Ackerschmalwand aus der Familie der Kreuzblütler dient seit langem als Modellorganismus für die Pflanzengenetik. Die Forscher interessierten sich vor allem für die so genannten TMT-Transportproteine. Diese sitzen in den Zellen der Pflanze in der Membran der Vakuole. Dieser mit Flüssigkeit gefüllte Raum dient u. a. als Speicherort für Stoffwechselprodukte wie Zucker oder Aminosäuren. TMT-Moleküle transportieren Zucker aus dem Zellinneren in die Vakuole. Auf diese Weise schützt die Pflanze sich z. B. vor Trockenheit oder Kälte. Bei Kälte werden mehr TMT-Proteine produziert, sodass sich die Zuckerkonzentration im Inneren der Vakuole erhöht. Der Zucker wirkt wie ein Frostschutzmittel. Arabidopsis-Pflanzen ohne funktionierenden TMT-Transporter speichern bei niedrigen Temperaturen weniger Zucker als normale Pflanzen.

Die Wissenschaftler erzeugten nun mehrere Arabidopsis-Zuchtlinien, die mehr TMT-Proteine produzierten als der Wildtyp. Diese Pflanzen waren nicht nur resistenter gegen Kälte, sondern sie entwickelten sich auch wesentlich schneller. Außerdem produzierten sie größere und um bis zu 28 Prozent schwerere Samen mit einem höheren Fett- und Proteingehalt. Die Ursache für diese Effekte ist noch unbekannt.

Die weitere Forschung soll sich auf Nutzpflanzen konzentrieren: "TMT-Gene wurden bislang bei allen bereits untersuchten Pflanzen gefunden, darunter auch bei Reis", sagt Ekkehard Neuhaus. "Dieser stellt weltweit das wichtigste Getreide dar. Eine Aktivierung dieses Gens verändert einen grundlegenden Prozess der Signalgebung von Zucker in den Blättern. Gemäß unseren Erhebungen sollte dies bei den meisten Pflanzen zu einer Ertragssteigerung führen." Während Neuhaus' Arbeitsgruppe Versuche an Raps plant, der nah mit Arabidopsis verwandt ist, werden Hedrich und Neuhaus gemeinsam versuchen, das Verfahren auf Zuckerrüben zu übertragen.

Dr. Margit Ritzka, www.aid.de


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Quelle:
aid-PresseInfo Nr. 40/10 vom 6. Oktober 2010
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veröffentlicht im Schattenblick zum 20. Oktober 2010