Die Biotechnologie ist eine Schlüsseltechnologie mit großem Innovationspotenzial für viele Branchen. Welche Chancen moderne biotechnologische Verfahren für die Lebensmittelproduktion bieten, beleuchtet das aktuelle Positionspapier der Fachgesellschaft DECHEMA.

Ob in Kunst-, Kleb- und Schmierstoffen, Nahrungsmitteln oder Kosmetika: Kohlenstoff ist in zahlreichen Produkten enthalten und damit ein wichtiger Rohstoff – vor allem für die chemische Industrie. Zur Kohlenstoff-Gewinnung werden bisher meist fossile Rohstoffe wie Erdöl, Erdgas oder Kohle verwendet, bei deren Produktion und Verbrennung allein große Mengen des klimaschädlichen CO₂ freigesetzt werden.

Die Weltbevölkerung wächst und damit auch die Nachfrage nach Fleischprodukten. Doch die konventionelle Fleischproduktion – insbesondere die Tierhaltung – steht wegen ihrer negativen Folgen für Umwelt und Klima seit langem in der Kritik. Themen wie Tierwohl und Umweltschutz lassen Verbraucherinnen und Verbraucher zudem immer öfter zu Fleischalternativen greifen und beflügeln damit die Entwicklung von Ersatzprodukten wie In-vitro-Fleisch. Hier werden Muskelstammzellen von Huhn oder Rind in der Petrischale kultiviert, ohne ein Tier zu töten.

Trockenrasen sind besonders artenreiche Habitate, die seltene und gefährdete Pflanzen und Insekten beherbergen. Dort zu finden sind spezialisierte Gräser und Kleearten, aber auch außergewöhnliche Orchideen. „Trockenrasen wachsen auf nährstoffarmen und trockenen Böden. Die Pflanzen sind gut daran angepasst, mit wenig Wasser auszukommen“, erklärt Thomas Becker von der Universität Trier. Heute sind Trockenrasen jedoch stark gefährdet – die Artenvielfalt nimmt immer weiter ab.

Nicht nur die menschliche Haut leidet unter zu viel Sonne: Auch Pflanzenzellen vertragen nur ein bestimmtes Maß, obwohl sie für die Photosynthse vom Sonnenlicht abhängig sind. Um sich und ihre Zellstrukturen zu schützen, bilden Pflanzen in ihren Blättern Farbpigmente. Diese färben die Blätter meist rötlich, aber auch violett oder blau, und absorbieren Licht. Ein Forschungsteam aus Fachleuten der Universitäten Rostock, Leipzig und der HU Berlin hat nun aufgeklärt, wie dieser pflanzliche Sonnenschutz reguliert ist.

Auch für die Pflanzenzüchtung war CRISPR-Cas ein Durchbruch: Die Methode zur Genom-Editierung arbeitet präziser als die klassische Gentechnik und vermeidet vieles, wofür die klassische Gentechnik kritisiert wurde. Doch obwohl die „Genschere“ wesentlich schneller zu Resultaten führt als die konventionelle Züchtung, ist sie gerade bei Gehölzen noch immer recht langsam. Forschende des Max-Planck-Instituts für Molekulare Pflanzenphysiologie haben nun mit einer Kombinationsmethode den Flaschenhals der Rückkreuzung beseitigt.

Nicht nur in Frankreich, Italien, Serbien und Rumänien, auch in Deutschland wird Soja angebaut. Waren es hierzulande in den 1980er Jahren gerade einmal 1.000 Hektar, betrug die Anbaufläche 2022 nach Angaben des Deutschen Sojaförderrings rund 51.400 Hektar – das war ein Anstieg im Vergleich zum Vorjahr um fast 50%. Langfristig könnte die Sojaproduktion in Europa weiter deutlich ansteigen, da sich immer mehr Ackerflächen für den Anbau eignen werden. Zu diesem Ergebnis kommt eine aktuelle Studie des Leibniz-Zentrums für Agrarlandschaftsforschung (ZALF).

Wasserstoff ist für viele der Energieträger der Zukunft, denn er ist ein sauberer und vielseitig einsetzbarer Brennstoff, der keine direkten Treibhausgasemissionen erzeugt. Doch auch Wasserstoff ist nur dann nachhaltig, wenn er mit Strom aus erneuerbaren Quellen erzeugt wird. Hier setzt das Projekt „Strukturbasiertes Metabolic Engineering der H₂-Produktion durch Algen (H2M)“ an.