Land-/Forstwirtschaft

Pflanzenschädlinge mit RNA-Spray in Schach halten

Die Grüne Pfirsichblattlaus (Myzus persicae) gehört zu den Insekten mit den meisten Resistenzen gegen chemisch-synthetische Insektizide und ist daher nur schwer zu bekämpfen. Besonders betroffen sind Zuckerrüben. Als Überträger mehrerer Vergilbungsviren sorgt die Pflanzenlaus immer wieder für enorme Ernteausfälle. „Wir sprechen hier von 20 bis 50 % Ertragsverlust allein durch die Viren“, erklärt Maurice Pierry vom Institutsteil Bioressourcen des Fraunhofer IME in Gießen.

ERC: Millionenförderung für Potsdamer Symbioseforscherin

Schätzungsweise 80 % aller Pflanzen leben in Symbiose mit sogenannten Mykorrhizapilzen, die sich an den Wurzeln der Pflanzen ansiedeln. Diese unterirdische Lebensgemeinschaft hat sich über Jahrmillionen bewährt, da sie sowohl für die Pflanze als auch für den Pilz äußerst vorteilhaft ist. Damit die Symbiose zustande kommt, besiedeln die Pilze die Wurzel und bilden in den Wurzelzellen kleine bäumchenartige Strukturen – die Arbuskeln. Über das Feinwurzelsystem im Boden, die sogenannten Hyphen, gelangen dann wichtige Nährstoffe wie Phosphat und Stickstoff in die Pflanze.

„Bioinformatik kann die Landwirtschaft nachhaltiger gestalten“

Die Landwirtschaft muss sich an die Herausforderungen des Klimawandels anpassen, um die Ernährung mit wichtigen Nahrungspflanzen wie Getreide auch in Zukunft zu sichern. Agnieszka Golicz von der Justus-Liebig-Universität Gießen ist überzeugt, dass die Bioinformatik dazu einen entscheidenden Beitrag leisten kann. Denn die Fähigkeit von Nutzpflanzen, sich an den Klimawandel anzupassen, sei bereits in ihrem Genom verankert, sagt die Molekulargenetikerin. In ihrer Forschung nutzt sie daher Methoden der Bioinformatik, um die Genomdaten zu analysieren.

Roggen – das Getreide der Zukunft?

Die Landwirtschaft steht vor großen Herausforderungen: Sie soll eine wachsende Weltbevölkerung ernähren, ökologisch nachhaltig werden und den Veränderungen der Klimakrise trotzen. Womöglich könnte Roggen ein Teil der Lösung sein: „Bis Mitte des 20. Jahrhunderts war Roggen ein prägender Teil unserer Landwirtschaft“, erzählt Bernd Hackauf vom Julius Kühn-Institut (JKI), „seitdem hat er massiv an Bedeutung verloren.“

„Wir haben potenziell toxische Thioarsenate in den meisten Reisprodukten nachgewiesen“

Reis ist das wichtigste Grundnahrungsmittel weltweit, gleichzeitig enthält das Getreide krebserregendes Arsen, das die Pflanzen aus dem Boden aufnehmen. Die Umweltgeochemikerin Britta Planer-Friedrich von der Universität Bayreuth und ihr Team haben herausgefunden, dass Reisprodukte weit mehr bedenkliches Arsen enthalten könnten als bisher angenommen. Sie kamen einer Gruppe potenziell gesundheitsschädlicher Arsen-Schwefel-Verbindungen – sogenannten Thioarsenaten – auf die Spur. Besonders Dimethylmonothioarsenat (DMMTA) könnte auch für den Menschen toxisch sein.

Enzym steuert Stressabbau bei Pflanzen

Anders als Mensch und Tier können Pflanzen Stress durch Hitze oder Trockenheit nicht ausweichen. Sie sind fest mit dem Boden verwurzelt und müssen sich an die Standortbedingungen anpassen. Obwohl Pflanzen im Laufe der Evolution Mechanismen entwickelt haben, die es ihnen ermöglichen, unter Stressbedingungen zu überleben, leiden heute viele Pflanzen unter den Umwelteinflüssen.

Vielfalt macht Böden zu Kohlenstoffsenken

Wiesen und Weiden sind wichtige Kohlenstoffsenken. Die Böden von sogenannten Grasländern nehmen ein Drittel des weltweiten Kohlenstoffbestandes auf. Bislang gingen Forschende davon aus, dass die Kohlenstoffspeicherung von der Menge der auf den Böden wachsenden Pflanzen abhängt. Eine aktuelle Studie widerlegt nun diese Annahme. Darin hatte ein internationales Forschungsteam unter Mitwirkung der Leuphana-Universität Lüneburg den Zusammenhang zwischen der Pflanzenvielfalt von Grasland und der Kohlenstoffbindung in Böden genauer untersucht.

Zellbasiertes Fleisch als Astronautennahrung

Die Produktion von Fleisch aus tierischen Muskelzellen im Bioreaktor ist eine vielversprechende Möglichkeit, die Versorgung der wachsenden Weltbevölkerung mit proteinreichen Nahrungsmitteln zu sichern, ohne Umwelt und Klima zu belasten. Erste zellbasierte Fleischprodukte sind bereits in Singapur und den USA zugelassen. Was auf der Erde möglich ist, könnte auch Weltraummissionen bereichern.

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