Aktuelle Veranstaltungen

Diesmal hat es nicht ganz gereicht: Hatte 2019 mit einem Team des Fraunhofer IGB in Stuttgart noch ein deutsches Team die Global Biobased Businessplan Competition (G-BiB) gewonnen, so setzte sich im Wettbewerb 2020/21 nun das englische Team „InsBio“ gegen seine beiden Mitfinalisten durch. Als Preis wartet eine Beratung durch Profis des High-Tech Gründerfonds. Deutschland war diesmal durch das Team „BioInterio“ vertreten worden. Für Finnland hatte sich „Life2Balcony“ in der Vorrunde durchgesetzt. Ins Finale des G-BiB konnte diesmal je ein Team der drei Länder gelangen. Die Teams bestanden aus zwei bis sechs Studierenden – vom Bachelor bis zur Promotion – gemeinsam mit einer beratenden Person aus ihrer Universität.

Agrarreststoffe als Larvenfutter

Ausgezeichnet wurde „InsBio“ für eine Prozessplattform, mit deren Hilfe Rohstoffe für die Zucht von Larven der Schwarzen Soldatenfliege als Proteinquelle erzeugt werden können. Als Ausgangsmaterial kommen dabei Agrarreststoffe zum Einsatz. Sie sind günstig und fallen jährlich im Maßstab von Millionen Tonnen an. Mit dieser Technologie lässt sich die Schwarze Soldatenfliege in einer Größenordnung produzieren, die mit bisherigen Futtermitteln nicht möglich war.

Bananenabfälle fürs Auto

Das deutsche Team „BioInterio“ zu dem Balaji Subramanian, Chellapan Vigneshwar, Deepak Sundar, Henry Stehle, Maryam Sodagar, Naveen Dhayanithi und Mentor Christopher Greb gehören, stammte in diesem Durchgang von der RWTH Aachen. Auch seine Mitglieder befassten sich mit Reststoffen und kombinierten diese mit einer traditionellen Stärke der Hochschule: Aus Bananenfasern, die bei der Zucht des Obstes als Abfallstoffe anfallen, produzierten sie biologisch abbaubare Komponenten der Innenraumverkleidung für den Fahrzeugbau.

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unterstützt seit vielen Jahren im Rahmen der Projekt­förderung die Qualifizierung des Nachwuchses für die Bioökonomie, sowohl für einen akademischen Werdegang als auch für erfolgreiche Karrierewege in der Wirtschaft. Die Förderung des wissenschaftlichen sowie unternehmerischen Nachwuchses wird durch das BMBF-Konzept „Nachwuchsförderung für eine nachhaltige Bioökonomie“ (PDF-Download) mit der in der Bioökonomiestrategie verankerten Nachhaltigkeitsagenda verbunden. Damit macht das BMBF den Nachhaltigkeitsbezug zu einem zentralen Kriterium seiner Nachwuchsförderung in der Bioökonomie.

Nun hat das BMBF gleich zwei neue Förderinitiativen zur Nachwuchsförderung in der Bioökonomie-Forschung gestartet: 

Fokus Natur-, Informationstechnologie- und Ingenieurwissenschaften

Ziel der neuen Förderinitiative „Kreativer Nachwuchs forscht für die Bioökonomie“ ist es, mithilfe des wissenschaftlichen Nachwuchses neuartige Anwendungsfelder und innovative Anwendungen für die Bioökonomie aufzuzeigen, in denen der Nachhaltigkeitsgedanke von Beginn an stringent mitgedacht wird. Es sollen neue Synergien zwischen dem kreativen Nachwuchs und etablierten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern erzeugt werden, um den Nachwuchsgruppen Unterstützung und Stärkung bei zu erwartenden organisatorischen und thematischen Herausforderungen zu bieten. Darüber hinaus wird die Ausbildung und Qualifizierung des forschenden Nachwuchses im Bereich der Bioökonomie angestrebt.

Gefördert werden Forschungs-, Entwicklungs- und Innovationsvorhaben von Nachwuchsgruppen aus den Natur-, Informationstechnologie- und Ingenieurwissenschaften an Hochschulen, außerhochschulischen Forschungseinrichtungen sowie an Unternehmen der gewerblichen Wirtschaft. Die Zusammensetzung der Nachwuchsgruppen ergibt sich aus der jeweiligen Themenstellung. Sozial-, Politik- und/oder Wirtschaftswissenschaftler/-innen können bei Bedarf in die Gruppe integriert werden.

Die im Projekt verfolgten Lösungsansätze zur Realisierung der Bioökonomie müssen sich deutlich an den Zielen für nachhaltige Entwicklung (SDGs) orientieren und diese aufgreifen, damit die Bioökonomie einen wesentlichen Beitrag zur Erreichung der Ziele leistet. Es sind drei Auswahlrunden vorgesehen (in den Jahren 2021, 2022 und 2023). In der Regel werden Einzelprojekte oder im Ausnahmefall Verbundprojekte – auch mit internationalen Partnern – bis zu fünf Jahre gefördert. Pro Projekt kann die Förderung bis zu drei Millionen Euro betragen. Die Größe der Nachwuchsgruppe sollte mindestens vier und maximal sieben Personen umfassen. 

Projektskizzen können bis zum 15. Juli 2021 eingereicht werden. Der Projektträger Jülich wurde mit der Abwicklung der Fördermaßnahme beauftragt. Ansprechpartnerin ist Eva Graf (ptj-biokreativ@fz-juelich.de).

Fokus Sozialwissenschaften, Politik- und Wirtschaftswissenschaften

Die zweite nun gestartete Förderinitiative zur Nachwuchsförderung ist ein Modul aus der Fördermaßnahme „Bioökonomie als gesellschaftlicher Wandel“. Gefördert werden Projekte von Nachwuchsgruppen, die die Bioökonomie aus sozial- , politik- und wirtschaftswissenschaftlicher Sicht erforschen wollen. Auch Themen aus den Kultur- und Geisteswissenschaften werden unterstützt. Im Sinne einer bestmöglichen Nachwuchsförderung schafft die Förderrichtlinie die erforderlichen Bedingungen für exzellente, zukunftsweisende und gesellschaftlich relevante Forschung. Die Förderung zielt darauf, den Wandel zu einer Bioökonomie in all seinen Facetten möglichst umfassend zu verstehen, seine Effekte zu analysieren und zu bewerten sowie Konsequenzen und Handlungsoptionen aufzuzeigen. Begrüßt werden insbesondere Arbeiten, die das Verhältnis zwischen bioökonomischen Transformationsprozessen und den Zielen für nachhaltige Entwicklung (SDGs) an konkreten Fragestellungen untersuchen.

Die Schäden in deutschen Wäldern haben im vergangenen Jahr weiter zugenommen. Entsprechende Probleme fanden die Wissenschaftler des Thünen-Instituts bei 79 Prozent der Fichten, jeweils 80 Prozent der Eichen und Kiefern sowie 89 Prozent der Buchen. Laut Waldzustandsbericht 2020 beträgt der Anteil der Bäume mit intakten Kronen lediglich 21 Prozent – das ist schlechteste Stand seit Beginn der Erhebungen im Jahr 1984.

Gleichzeitig ist der Anteil der Bäume, die seit der letzten Erhebung abgestorben sind, gestiegen. Vor allem ältere Bäume über 60 Jahre sind vom Absterben bedroht, heißt es in dem Bericht, doch auch die jüngeren Bäume zeigen einen negativen Trend. Die Fläche, die derzeit potenziell wieder aufgeforstet werden müsste, beträgt 277.000 Hektar.

In Deutschland ist ein Drittel der Landesfläche mit Wald bedeckt. Die häufigsten Baumarten sind Nadelbäume wie Fichte (25 Prozent) und Kiefer (23 Prozent). Erst dann folgen die Laubbäume Buche (16 Prozent) und Eiche (11 Prozent). Besonders bei Fichten und Buchen hat die Kronenverlichtung 2020 zugenommen.

It is the first study of its kind. It is specifically dedicated to the development of global animal populations in forests. The authors cite the loss of habitat caused by humans as the main cause of the decline. Deforestation and forest degradation are responsible for 60% of the collapse of animal populations. The development in the tropics is particularly dramatic.

According to the study, amphibians and reptiles are the species that suffer most from the loss of their habitat. But the populations of mammals such as monkeys and forest elephants have also declined. However, there are also examples where species have been able to recover. This is the case with gorillas in Central and East Africa, where the number is expected to rise again - not least thanks to conservation measures. The capuchin monkeys in Costa Rica are also doing better. The number of birds had also increased.

The WWF investigated 268 vertebrate species and 455 populations. Based on the methodology of the Living Planet Report, the "Forest Specialist Index" was developed in cooperation with the UN World Monitoring Centre for Nature Conservation (UNEP-WCMC) and the Zoological Society of London (ZSL). This is the first indicator to provide a representative account of the health of global forest ecosystems. The data refer to the period between 1970 and 2014, the last year from which corresponding data are available.

Zum elften Mal stand Oberhausen am 24. und 25. Februar 2021 im Zentrum des Interesses zahlreicher internationaler Akteure der Bioökonomie: In Zusammenarbeit mit der EnergieAgentur.NRW und CLIB hatte das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik zur Konferenz „BIO-raffiniert“ geladen – diesmal erstmalig virtuell. Schwerpunkte waren wieder Produkte und Prozesse für eine zirkuläre biobasierte Wirtschaft sowie die Vernetzung von Wirtschaft und Wissenschaft.

Nicht zuletzt vor dem Hintergrund der Pandemie beschäftigte sich die Runde zunächst mit der Rolle der Bioökonomie als Chance für einen Strukturwandel. Ein Beispiel dafür war das niederländische „Circular Biobased Delta“, dessen Ziel es ist, den Übergang hin zu biogenen Rohstoffen und kreislauffähigen Lösungen zu beschleunigen.

Regionale Wertschöpfung durch Bioraffinerien

Tradition hat bereits die Session rund um die Entwicklungen der namensgebenden Bioraffinerien. So stellte Stefano Facco von Novamont die integrierte Bioraffinerie als ein Konzept vor, um deindustrialisierte Areale durch innovative Technologien zu reindustrialisieren und Grenzertragsböden für die Rohstoffgewinnung zu nutzen, was eine landwirtschaftliche Wertschöpfung bedeutet, die nicht mit der Nahrungsmittelproduktion konkurriert. Die Produkte selbst bieten nachhaltige Lösungen für Probleme hinsichtlich Wasser- oder Bodenqualität bei herkömmlichen Prozessen. Das ökonomische Potenzial illustrierte Facco mit dem Satz: „Wenn wir einen neuen Monomer für einen Polymer herstellen, haben wir immer auch Nebenströme und Nebenprodukte.“ Die ließen sich meist ebenfalls gewinnbringend nutzen. Als Beispiele für neue Wertstoffe nannte er Bioherbizide, Bioschmierstoffe und bioabbaubare Kosmetikinhaltsstoffe. Wichtig sei zu berücksichtigen, ob ein Produkt im Wasser, im Boden oder in der Kompostierung biologisch abbaubar sei bzw. sein müsse. Nicht zuletzt betonte der Experte die Bedeutung von Kompost aus urbanen organischen Abfällen als Möglichkeit, CO₂ zu binden und die Bodenfruchtbarkeit zu verbessern.

Große Vielfalt der Bioraffinerien

Okko Ringena von UPM Biochemicals ging darauf ein, dass es die „Standard-Bioraffinerie“ nicht gibt. Das Design sei wie ein Puzzle: Ist der Standort im Grünen oder in einem Chemiepark? Welche Art der Biomasse ist verfügbar? Was für Produkte sollen erzeugt werden und in welchem Maßstab? Welche Technologien stehen dafür zur Verfügung oder können lizenziert werden? Wie sind die regionalen regulatorischen Rahmenbedingungen? Und nicht zuletzt: Welche Finanzmittel und -quellen sind vorhanden? UPM selbst verfolge das Konzept,  bestehende erdölbasierte Chemikalien zu ersetzen und zugleich neue biochemische Hochleistungsprodukte zu erzeugen – beides auf Basis von Lignin. Für den Standort Leuna in Deutschland habe man sich entschieden, weil der eine besondere Kombination biete: einen Chemiepark mit guter Infrastruktur, Logistik sowie Lieferanten und Kunden; eine innovationsstarke Region mit Hochschulen, Forschungsinstituten und damit potenziellen qualifizierten Mitarbeitenden; und nachhaltig produzierte Holzrohstoffe in der unmittelbaren Umgebung.

Auch ein Exkurs zu den Lieferketten in der Bioökonomie durfte nicht fehlen. Themen darin waren grenzübergreifende Prozesse, Blockchains zur Dokumentation von Produktionsprozessen und Lieferketten sowie die Rolle der biobasierten Chemie für eine moderne Spezialchemie.

Handreichung zur biologischen Abbaubarkeit

Besonders die Reststoffnutzung und die Bioabbaubarkeit bildeten den letzten Schwerpunkt der Konferenz. So wies Verena Bauchmüller vom nova-Institut darauf hin, dass die biologische Abbaubarkeit auch deshalb nicht immer als End-of-Life-Option berücksichtigt werde, weil sie nicht immer die beste Option sei. Für 25 sinnvoll bioabbaubare Anwendungen und Produkte habe das Forschungsprojekt BioSinn jedoch Steckbriefe als Handreichung für Politik und Industrie entwickelt. Dazu zählen beispielsweise Aufkleber auf Gemüse, Kaffeekapseln, Mulchfolie, Feuchttücher und Mikroplastik in Kosmetik. Außerdem hat das Projekt einen Kriterienkatalog erstellt. Er zeigt auf, welche Faktoren bestimmen, ob der biologische Abbau eine sinnvolle End-of-Life-Lösung darstellt.

Wertstoffe aus Reststoffen rückgewinnen

Eine weitere End-of-Life-Lösung im Sinne der Kreislaufwirtschaft präsentierte Sarah Wallus von RWE Power mit einer Versuchsanlage zur Rückgewinnung von Phosphor, Kohlenstoff und Wasserstoff durch die Vergasung von Klärschlamm. Volker Heil vom Fraunhofer UMSICHT erläuterte, wie durch die Pyrolyse biogener Reststoffe maritime Kraftstoffe erzeugt werden können.

Den Abschluss machten einige prozesstechnische Innovationen aus der Forschung. So stellte Kevin Schmitz von der TU München vor, wie Pilze als Produktionssysteme genutzt werden können, um aus agrarischen Reststoffen Pektin zu erzeugen. Patrick Bongartz von der RWTH Aachen erklärte einen verbesserten Ansatz für die Herstellung von Biotensiden, und Kerstin Müller vom Fraunhofer IVV stellte neue Ansätze vor, wie native Cellulose in thermoplastischen Anwendungen genutzt werden kann.

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Der Kohleausstieg ist beschlossen. Kohleregionen wie die Lausitz oder das Rheinland müssen ihre Wirtschaft neu ausrichten. Mit dem „Strukturstärkungsgesetz Kohleregionen“ unterstützt die Bundesregierung daher Gebiete, die vom Kohleausstieg besonders betroffen sind. Gefördert werden hier nicht nur alternative Energieträger. Unterstützt wird auch der Aufbau neuer, besonders klimaeffizienter Industrien, die auf eine nachhaltige Produktionsweise und den Aufbau zukunftsgerichteter Arbeitsplätze abzielen.

Die Bioökonomie eignet sich in besonderer Weise, um die übergreifenden Ziele des Kohleausstiegsgesetzes bzw. des Strukturstärkungsgesetzes Kohleregionen zu erreichen. Das Rheinische Revier bringt vor diesem Hintergrund wichtige Voraussetzungen mit, um eine Modellregion mit Ausrichtung auf die Bioökonomie aufzubauen. Dazu gehört ein Netzwerk einschlägiger Forschungseinrichtungen, die sich im Bioeconomy Science Center zusammengeschlossen haben, industrielle Akteure in verschiedenen bioökonomischen Wertschöpfungsketten und die Verfügbarkeit biogener Ressourcen in einer traditionellen Agrarlandschaft. Daher wurde im August 2019 vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) als eine der ersten Maßnahmen die „Modellregion BioökonomieREVIER Rheinland“ ins Leben gerufen. Diese Initiative soll dazu beitragen, dass aus dem einstigen Kohlerevier eine Modellregion wird, die geschlossene Stoffkreisläufe und Kreislaufwirtschaft favorisiert und die neue Wertschöpfungen im Bereich der Bioökonomie etabliert.

Begleitforschung vorantreiben

Mit der neuen Förderrichtlinie soll vor allem die Begleitforschung vorangetrieben werden. Ziel ist es, die Entwicklung der Modellregion Bioökonomie insgesamt sowie insbesondere das Zusammenspiel und die Hürden bei der Anwendung neuen Wissens kontinuierlich zu verfolgen, zu analysieren und die gesammelten Erfahrungen für andere Regionen und Anwendungskontexte zur Verfügung zu stellen.

The decision to phase out coal has been taken. Coal regions such as Lusatia and the Rhineland must realign their economies. With the "Structural Strengthening Act for Coal Regions", the German government is therefore supporting areas that are particularly affected by the coal phase-out. It is not only alternative energy sources that are being promoted here. Support is also provided for the development of new, particularly climate-efficient industries aimed at sustainable production methods and the creation of future-oriented jobs.

Precisely with the help of the bioeconomy, the overarching goals of the Coal Phase-out Act and the Coal Regions Structural Strengthening Act can be achieved. The Rhenish Mining District fulfils important preconditions for establishing a model region with a focus on the bioeconomy. These include a network of relevant research institutions that have joined forces in the Bioeconomy Science Center, industrial players in various bioeconomic value chains, and the availability of biogenic resources in a traditional agricultural landscape. Therefore, in August 2019, the Federal Ministry of Education and Research (BMBF) launched the „Modellregion BioökonomieREVIER Rheinland“ ("BioeconomyREVIER Rhineland Model Region") as one of the first measures. This initiative is intended to help turn the former coal-mining region into a model region that favors closed material cycles and circular economy and that establishes new value creation in the field of bioeconomy.

Pushing ahead with research

The new funding guideline is primarily intended to drive forward accompanying research. The aim is to continuously monitor and analyze the development of the bioeconomy model region as a whole and, in particular, the interaction and hurdles in the application of new knowledge, and to make the experience gained available to other regions and application contexts.

Ob Jonagold, Boskop oder Elstar: Äpfel sind das Lieblingsobst der Deutschen. Fast 2.000 verschiedene Sorten gibt es hierzulande. Die Frucht hat wenig Kalorien, aber viele gesunde Inhaltsstoffe wie Vitamine und Mineralstoffe. Forschende der Hochschule Osnabrück haben einen Apfel entwickelt, der um einen gesundheitsförderlichen Inhaltsstoff reicher ist und zudem das Immunsystem stärken soll. Die Innovation: Die neue Frucht namens Selstar punktet mit einem besonders hohen Selen-Gehalt. Im Vergleich zu anderen Äpfeln enthält die Frucht mehr als zehnmal so viel Selen und deckt damit rund ein Drittel des Tagesbedarfes eines Menschen.

Algendünger fördert Selen-Aufnahme im Apfel

Selen ist ein lebenswichtiges Spurenelement. Es ist zwar in vielen Nahrungsmitteln enthalten, aber nur in geringen Mengen. Ein Mangel an Selen kann das Immunsystem schwächen und zu Erkrankungen an Darm, Leber und Schilddrüse führen. Aktuelle Studien belegen, dass sich sogar das Sterberisiko bei COVID-19-Kranken erhöhen kann. Vor allem Vegetarier und Veganer sowie schwangere und stillende Frauen sind oft unterversorgt. „Der hohe Anteil an Selen im Selstar resultiert aus einem speziellen Anbauverfahren, durch das die Apfelbäume Selen besser aufnehmen und in den Früchten einlagern“, erklärt Diemo Daum von der Hochschule Osnabrück. Es kommt ein besonderer Algendünger zum Einsatz.

Jonagold, Boskop or Elstar: apples are the Germans' favorite fruit. There are almost 2,000 different varieties in the country. The fruit has few calories, but many healthy ingredients such as vitamins and minerals. Researchers at Osnabrück University of Applied Sciences have developed an apple that is even richer in one health-promoting ingredient and is also said to strengthen the immune system. The innovation: The new fruit called Selstar impresses with a particularly high selenium content. Compared to other apples, the fruit contains more than ten times as much selenium, covering around one third of a person's daily requirement.

Algae fertilizer promotes selenium uptake in apples

Selenium is a vital trace element. It is found in many foods, but only in small amounts. A deficiency of selenium can weaken the immune system and lead to diseases of the intestines, liver and thyroid. Recent studies show that it can even increase the risk of death in COVID-19 patients. Vegetarians and vegans in particular, as well as pregnant and breastfeeding women, are often undersupplied. The amount of selenium in apples is 10% because plants normally grow in selenium-deficient soil. "The high proportion of selenium in Selstar results from a special cultivation process that enables the apple trees to better absorb selenium and store it in the fruit," explains Diemo Daum from Osnabrück University of Applied Sciences. A special algae fertilizer is used for this purpose.

Beerenobst ist beliebt und gesund. Doch so vielseitig, wie die Artenvielfalt der Beeren scheint, sind die heute kultivierten Pflanzen keineswegs: Im Verlauf der Züchtung hat sich die genetische Grundlage vieler Beerenarten stetig verringert. Heute sind nur noch wenige, eng verwandte Sorten auf dem Markt, die viele Eigenschaften ihrer Vorfahren verloren haben. Dadurch ist es oftmals unmöglich, diese Sorten durch herkömmliche züchterische Bemühungen an neue Herausforderungen wie bestimmte Krankheiten oder den Klimawandel anzupassen. Ein EU-Forschungsprojekt möchte das nun ändern und die genetische Basis von Erdbeere, Himbeere und Heidelbeere wieder erweitern.

Alte Kulturen und wilde Verwandte

„BreedingValue“ heißt das mit rund 7 Mio. Euro ausgestattete Projekt, an dem 20 Institutionen und Firmen aus acht Ländern beteiligt sind. Ausgehend von alten Kulturarten, aber auch von wilden Verwandten der Beeren, möchten die Forschenden die genetischen Grundlagen wertvoller Eigenschaften identifizieren und erschließen. „BreedingValue will das Wissen zur Nutzung von genetischen Ressourcen von Erdbeere, Himbeere und Heidelbeere bündeln, Instrumente zur Erstellung von so genanntem Pre-Breeding-Material entwickeln und testen, um letztlich neue Züchtungswege zu beschreiten“, erläutert Monika Höfer vom Julius Kühn-Institut (JKI) in Dresden.

Vier Projektpartner aus Deutschland

Das genetische Material stammt dabei aus privaten und öffentlichen Genbanken. Das JKI betreibt beispielsweise eine von nur zwei Genbanken für Erdbeeren in Deutschland. Weitere deutsche Partner in dem vierjährigen, im Januar 2021 gestarteten Projekt sind das Europäische Forschungs- und Projektbüro, das Forschungszentrum Jülich sowie Hansabred. Den Fokus auf Erdbeere, Himbeere und Heidelbeere haben die Projektbeteiligten gelegt, weil diese drei Beeren in Europa das größte wirtschaftliche Potenzial besitzen. Insgesamt rund 1,6 Mio. Tonnen dieser Obstsorten werden in der EU jährlich produziert.

Studie zu Verbraucherpräferenzen

„Wir werden innovative Werkzeuge und Materialien entwickeln für neue, widerstandsfähige Beerenkultivare, die geeignet sind für nachhaltige Anbausysteme, wie wir sie künftig benötigen“, verspricht Projektkoordinator Bruno Mezzetti von der Università Politecnica Delle Marche. Neben der Entwicklung von Züchtungsstrategien wolle man außerdem die erste vergleichende Studie zu den Präferenzen bezüglich Beerenobst innerhalb Europas durchführen. So könne man hochwertige Früchte und Verbraucherakzeptanz kombinieren. „BreedingValue wird wesentlich zur Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Beerenproduktion beitragen“, resümiert Mezzetti zuversichtlich.

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Berries are popular and healthy. But the plants cultivated today are by no means as versatile as the biodiversity of berries appears to be: in the course of breeding, the genetic basis of many berry species has steadily diminished. Today, there are only a few closely related varieties on the market, which have lost many of the characteristics of their ancestors. This often makes it impossible to adapt these varieties to new challenges such as certain diseases or climate change through conventional breeding efforts. An EU research project now wants to change that and expand the genetic base of strawberry, raspberry and blueberry again.

Ancient cultures and wild relatives

„BreedingValue“ is the name of the project, which has a budget of around 7 million euros and involves 20 institutions and companies from eight countries. Starting from ancient cultivated species, but also from wild relatives of berries, the researchers want to identify and develop the genetic basis of valuable traits. "BreedingValue aims to gather knowledge on the use of genetic resources of strawberry, raspberry and blueberry, and to develop and test tools for the creation of so-called pre-breeding material, with a view to ultimately pursuing new breeding paths," explains Monika Höfer from the Julius Kühn Institute (JKI) in Dresden.

Four project partners from Germany

The genetic material comes from private and public gene banks. The JKI, for example, operates one of only two gene banks for strawberries in Germany. Other German partners in the four-year project, which started in January 2021, are the European Research and Project Office, Forschungszentrum Jülich and Hansabred. The project participants chose to focus on strawberries, raspberries and blueberries because these three berries have the greatest economic potential in Europe. A total of around 1.6 million tons of these fruit varieties are produced annually in the EU.

Study on consumer preferences

"We will develop innovative tools and materials for new, resistant berry cultivars that are suitable for sustainable farming systems of the kind we will need in the future," promises project coordinator Bruno Mezzetti of the Università Politecnica Delle Marche. In addition to developing breeding strategies, the project also aims to conduct the first comparative study of soft fruit preferences within Europe. In this way, it will be possible to combine high-quality fruit and consumer acceptance, he said. "BreedingValue will contribute significantly to the competitiveness of European berry production," Mezzetti sums up confidently.

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Tierseuchen sind der Albtraum eines jeden Landwirts. Ob Huhn, Schwein oder Rind: Ist ein Tier betroffen, müssen oft alle Tiere im Stall getötet werden. Da Impfungen aufwendig und teuer sind, werden Antibiotika eingesetzt. Doch die Behandlung von Tieren mit Antibiotika ist umstritten, da diese Praxis fördert, dass Resistenzen entstehen oder sich ausbreiten. Einen Meilenstein in der Tierimpfstoffentwicklung setzt hier das Unternehmen Verovaccine.

Das 2017 gegründete Start-up ist auf die Entwicklung von Impfstoffen aus Milchhefe spezialisiert. Wie das Unternehmen mitteilt, hat nun ein neuer Impfstoffkandidat den Machbarkeitsbeweis erbracht. Dabei handelt es sich um einen neuartigen Typ hefebasierter Subunit-Impfstoffe, die die Koexpression verschiedener Antigene in einem einzigen Hefestamm ermöglichen.

Auch Küken immun gegen Erreger

In Zusammenarbeit mit der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover wurde das Vakzin gegen einen nicht näher bezeichneten Erreger Hühnern direkt unter die Haut injiziert. Das Besondere: Nicht nur die Hennen waren danach gegen den Erreger immun, sondern auch ihre Nachkommen. Der neue Hefeimpfstoff-Kandidat zeigt erstmals, dass auch die Nachkommen über die Generierung von mütterlichen Antikörpern nach der Immunisierung von Hennen geschützt werden können. „Wir waren positiv überrascht, dass bereits der erste Prototyp dieses neuen Impfstoffs durch die Immunisierung der Legehennen über mütterliche Antikörper einen vollständigen Schutz für die Küken bietet“, erklärt Silke Rautenschlein, Direktorin der Klinik für Geflügel an der Tierärztlichen Hochschule Hannover.

Neue Einsatzmöglichkeiten bei Geflügel

Vorteilhaft ist außerdem, dass die Impfstoffe des Hallenser Start-ups einfach zu kombinieren sind und gegen eine Vielzahl von Krankheitserregern in verschiedenen Tierarten eingesetzt werden können. „Dieser neue Impfstoff wird als Bestandteil eines neuartigen Kombinationsimpfstoffs eingesetzt werden, um den Einsatz von Antibiotika in der Geflügelzucht zu reduzieren“, erklärt Sven-Erik Behrens, einer der beiden Verovaccine-Geschäftsführer. Ein weiterer Vorteil: Die Impfstoffe sind leicht anzuwenden und in der Herstellung sehr kostengünstig und sicher. Darüber hinaus sei das getrocknete Vollhefematerial thermostabil und könne auch ohne Kühlkette gelagert werden, heißt es. „Diese neuartigen Ergebnisse sind nicht nur eine weitere Validierung unserer Plattform, sondern erweitern auch deren Einsatzmöglichkeiten im Geflügelbereich“, erklärt Geschäftsführer Hanjo Hennemann.

Impfstoffentwicklung durch Go-Bio gefördert

Verovaccine ist ein Spin-off der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg. Die Entwicklung von Impfstoffen aus Milchhefe wurde über die Gründungsoffensive Biotechnologie, kurz GO-Bio des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Die inzwischen patentierte Technologieplattform basiert auf gentechnisch veränderten Stämmen der Milchhefe Kluyveromyces lactis, die als Produktionsorganismen für die Herstellung von Impfstoffen genutzt werden. Der einzellige Pilz K. lactis kann virale Eiweißmoleküle rasch und in großen Mengen produzieren. Die Hefe muss danach nur noch abgetötet werden und kann als Impfstoff den Tieren entweder unter die Haut injiziert oder sogar mit dem Futter verabreicht werden. In mehreren vorangegangenen Impfstofftests konnte der Schutz vor Infektionen bei Schwein, Rind und Huhn erreicht werden.

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Sichtbarkeit der eigenen exzellenten Forschung innerhalb des großen Feldes der Bioökonomie, das war bei der Gründung des Bioeconomy Science Center (BioSC) in Nordrhein-Westfalen eines der zentralen Anliegen der Initiatoren. Jetzt luden die Gründungsinstitute – die RWTH Aachen, die Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, die Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn und das Forschungszentrum Jülich – zum fünften BioSC-Symposium, das in diesem Jahr virtuell statt fand.

Opportunität durch Pandemie nutzen

Zum Auftakt des Symposiums verdeutlichte Christine Lang als stellvertretende Vorsitzende des International Advisory Council for Global Bioeconomy die große und wachsende Bedeutung der Bioökonomie: Deren Volumen betrage heute schon in den USA eine Billion Dollar und die großen Investoren seien oftmals die damaligen Gründer heute bedeutsamer Technologie-Konzerne. Zudem hätten 49 Länder bereits Bioökonomie-bezogene Politikstrategien, darunter 16 mit dezidierten Bioökonomie-Strategien. Auch in der Bevölkerung wachse der Anteil deren, die nachhaltiges Handeln einforderten. Lang, die viele Jahre Ko-Vorsitzende des Bioökonomierates war, stellte außerdem die Dringlichkeit durch die globalen Umweltbedrohungen, die Möglichkeiten in Wissenschaft und Technik sowie die Opportunität durch die Covid-19-Pandemie heraus und zog daraus das Fazit: „Wir müssen jetzt handeln.“

Dass Handeln schon immer die Devise des BioSC gewesen ist, belegte Ulrich Schurr in einem Überblick über die vergangenen zehn Jahre. Habe anfangs noch die Vernetzung im Vordergrund gestanden und hatte man so manches Thema erst einmal antreiben müssen, so seien heute in den vier Forschungsbereichen des BioSC rund 80 Projekte zusammengefasst. Erkenntnisse auf dem Weg seien gewesen, dass Bioökonomie nicht von sich aus nachhaltig ist, sondern richtig betrieben werden müsse, und dass Technologieoffenheit und Akzeptanz in der Gesellschaft wichtige Themen sind. Mit Blick nach vorn versprach Schurr: „Das BioSC lebt und hat noch viel vor!“ Deutlich wurde das im später vorgestellten Projekt „BioökonomieREVIER“, das mit dem BioSC kooperiert und gewissermaßen ein „Reallabor für den Strukturwandel durch Bioökonomie“ sei. Auch das von Sandra Venghaus erläuterte Projekt „Transform2Bio“ stütze sich auf das Rheinische Revier als Reallabor, um zu verstehen, wie Transformation tatsächlich funktioniert – insbesondere hinsichtlich der erfolgreichen Mitnahme von Interessensgruppen und der Öffentlichkeit. „Lösungen sind oft nicht wahr oder falsch, sondern besser oder schlechter“, gab Venghaus einen wichtigen Hinweis.

Innovationen für Landwirtschaft und Kunststoffbranche

In den weiteren Abschnitten des Symposiums ging es um konkrete Innovationen, zunächst im Bereich der Pflanzenforschung und Landwirtschaft. Sylvia Schleker von der Universität Bonn präsentierte einen nachhaltigen Wirkstoff, der das Eindringen von Schädlingen in Pflanzenzellen erschwert. Felix Jakob von der RWTH Aachen stellte kupferhaltige Mikrogele vor, die als Fungizide an Blättern auch Regen überdauern und ihren Wirkstoff über die Zeit freisetzen, wodurch sie entsprechend lange wirken. Anne-Katrin Mahlein von der Universität Göttingen gab einen Überblick über moderne Sensortechnologien, die die Entwicklung und Gesundheit von Ackerpflanzen früher, schneller und objektiver beurteilen als erfahrene Landwirte.

Der nächste Abschnitt des Symposiums fokussierte stärker auf die Biotechnologie in der Chemie, insbesondere um mit mikrobiellen Methoden biobasierte Rohstoffe zu verarbeiten. Dass darin neben dem ökologischen auch großes ökonomisches Potenzial liegt, veranschaulichte Branchenexperte Thomas Müller-Kirschbaum. Er stellte ein Szenario aus einer noch unveröffentlichten Studie vor, wonach der Verpackungssektor in Deutschland durch eine zirkuläre Kunststoffwirtschaft im Jahr 2030 40 Mio. Euro weniger Kosten haben werde als wenn wie bisher gewirtschaftet würde.

Rohstoffeffizienz im Blick behalten

Am Nachmittag diskutierten fünf Fachleute die Perspektiven der Bioökonomie. Andrea Noske vom Bundesministerium für Bildung und Forschung betonte dabei, dass Bioökonomie nicht die reine Substitution von fossilen Rohstoffen bedeute, sondern eine breite Palette von nachhaltigen Anwendungen. Schwerpunkte seien dabei die Kaskadennutzung und die Kreislaufführung. Biomasse dürfe erst ganz am Ende in die thermische Verwertung, wenn nichts mehr rauszuholen sei. Auch Noske legte zudem Wert darauf, dass man nicht nur auf Chancen und Potenziale schauen dürfe, sondern auch frühzeitig sehen müsse, wo Konflikte liegen. Als Bereich, der mehr Akzeptanz verdient habe, benannte sie die grüne Gentechnik. Uwe Fritsche vom Internationalen Institut für Nachhaltigkeitsanalysen und -strategien erinnerte daran, dass die großen Probleme unserer Zeit bioökonomische seien – vom Waldsterben bis zum Artenverlust. „Da muss man liefern“, forderte er, und zugleich könne man Menschen Entwicklungsmöglichkeiten bieten. Er gab den Teilnehmenden mit auf den Weg, von der Energiewende zu lernen und nicht den Effizienzaspekt zu vergessen: Auch in der Bioökonomie müsse man auf effiziente Stoffströme achten, bestätigte er die Forderung Noskes.