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09.05.2019

Temperaturregler bei Kartoffeln entdeckt

Mit einem kleinen genetischen Trick haben Biochemiker der Universität Erlangen-Nürnberg die Kartoffel dazu gebracht, auch bei hohen Temperaturen Knollen zu bilden.

Die hitzeresistenten Pflanzen bilden auch bei mehr als 29 Grad Celsius noch Knollen.
Die hitzeresistenten Pflanzen bilden auch bei mehr als 29 Grad Celsius noch Knollen.
Quelle: 
FAU/Uwe Sonnewald

29 Grad Celsius am Tag oder 27 Grad Celsius in der Nacht – dann ist es vorbei mit dem Kartoffelertrag. Das Nachtschattengewächs reagiert empfindlich auf Wärme und stellt bei zu hohen Temperaturen die Knollenbildung ein. Die ideale Produktivität entwickelt die Ackerpflanze bei 21 Grad Celsius am Tag und 18 Grad Celsius in der Nacht. In Zeiten des Klimawandels könnte das zu einem Problem werden. Doch jetzt haben Wissenschaftler den Temperaturregler der Kartoffel entdeckt und ausgeschaltet.

Das Eiweiß SP6A aktiviert die Knollenbildung

„Bisher war der Mechanismus, der die Knollenbildung bei Hitze verhindert, nicht bekannt“, erklärt Uwe Sonnewald, Biochemiker an der Universität Erlangen-Nürnberg. Bekannt war lediglich, dass die Kartoffel bei der richtigen Temperatur und Tageslänge ein Eiweiß namens SELF-PRUNING 6A (SP6A) bildet. Das aktiviert in der Pflanze die Knollenbildung, eine Vorbereitung auf kommende Kälteperioden. Ist das Eiweiß nicht aktiv, fokussiert sich die Kartoffel auf oberirdisches Wachstum.

Eine kurze RNA reguliert SP6A

Das Team um Sonnewald hat nun eine kurze Ribonukleinsäure (RNA) identifiziert, die der Kartoffel als Thermostat dient. Im Fachjournal „Current Biology“ berichten die Biochemiker von der temperaturabhängigen RNA aus etwa 19 Nukleotiden: Erst bei erhöhten Temperaturen wird das Molekül aktiv, dann aber blockiert es das Eiweiß SP6A – und damit das Knollenwachstum. Schalteten die Forscher die spezielle RNA aus, bildete die Pflanze auch bei Temperatur jenseits der 29 Grad Celsius weiter Knollen in der üblichen Qualität.

Nachweis unter Feldbedingungen steht noch aus

„Unsere Ergebnisse bieten die Chance, dass wir auch in Zukunft bei steigenden Temperaturen noch Kartoffeln anbauen können“, sagt Sonnewald. Da die bisherigen Versuche im Labor stattfanden, möchte das Team als nächstes prüfen, ob sich die Methode auch unter realen Feldbedingungen erfolgreich anwenden lässt.

bl

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