Einfache molekulare Methode zur Pflanzenbestimmung
Pflanzen sind wichtige Rohstoffe für Nahrungsmittel, Arzneimittel und Baustoffe. Durch toxische Substanzen können Pflanzen aber auch Schaden anrichten oder allergische Reaktionen etwa auf Blütenpollen hervorrufen. Damit kommt der Bestimmung von Pflanzen eine wichtige Rolle zu, was aber nicht immer einfach ist. Die Pflanzenbestimmung zu vereinfachen, war Aufgabe des über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen finanzierten EU-Projekts Plant.ID(öffnet in neuem Fenster). In Plant.ID forschte ein europäisches Kooperationsnetzwerk aus akademischen und nichtakademischen Partnern an innovativen, skalierbaren Methoden zur DNA-basierten Bestimmung von Pflanzen. „Obwohl dies klingt, als wolle man mit Kanonen auf Spatzen schießen, ist die DNA-Analyse doch eine zuverlässige und einfache Methode zur Pflanzenbestimmung“, erklärt Projektkoordinator Hugo de Boer. Das Projekt förderte zudem die wissenschaftliche Laufbahn und Ausbildung von Nachwuchsforschenden zur Entwicklung hochmoderner Methoden der Pflanzenbestimmung(öffnet in neuem Fenster). „Einer der Projektschwerpunkte war die Ausbildung 15 Nachwuchsforschender in diesem Bereich. Das Inspirierendste und Lohnendste in der Wissenschaft ist, dass kluge Köpfe angeworben werden und deren wissenschaftliche Laufbahn gefördert wird“, reflektiert de Boer.
Beschreibung und Bewertung pflanzlicher Vielfalt
Die Projektziele wurden in vier Arbeitspakete unterteilt. Schwerpunkt des ersten Pakets war die Gliederung von Arten in taxonomische Einheiten, um diese Arten dann anhand von DNA-Analysen unterscheiden zu können. Im zweiten und dritten Arbeitspaket konzentrierte man sich auf spezifische Methoden zur DNA-basierten Bestimmung. Beim vierten Paket schließlich stand die praktische Anwendung dieser DNA-Identifizierung im Mittelpunkt. „Die Projektgruppe erreichte Ergebnisse in mehreren wichtigen Bereichen wie molekularer Identifizierung von Pollen, Metagenomik von Pflanzen für Nähstoffanalysen, Phylogenomik polyploider Pflanzen, genomische Analysen an Museumspräparaten (Museogenomik) und Beurteilung pflanzlicher Vielfalt durch DNA-Analysen der Bodenumgebung“, erklärt de Boer. So wurden im ersten Teil theoretische und experimentelle Methoden der DNA-Massensequenzierung an der arktischen Spezies der Leimkräuter getestet, um später die Taxonomie dieser Pflanzengruppe aktualisieren zu können. In Arbeitspaket zwei entwickelten und testeten Nachwuchsforschende neue Ansätze zur molekularen Beurteilung der Pflanzenvielfalt, die über die Amplikon-Sequenzierung hinausgehen. „Diese Methoden ermöglichen die genaue Identifizierung und relative Quantifizierung von Pflanzenarten in Substraten“, erläutert de Boer. Darüber hinaus vereinfachen sie das Screening, die Authentifizierung und das Monitoring solcher Substrate. In Arbeitspaket drei wurden neue genetische und molekulare Methoden der Pflanzenbestimmung entwickelt, und Arbeitspaket vier erarbeitete eine Methodik zur besseren Interpretierbarkeit der Forschungsergebnisse für Endnutzende. Weitere Informationen zu den Projektergebnissen sind auf der Website von Plant.ID(öffnet in neuem Fenster) zu finden.
Weitere Vorhaben im Projekt Plant.ID
„Im Projekt arbeiteten mehrere unabhängige Forschungsgruppen in einem starken Kooperationsnetzwerk zusammen. Bei der molekularen Bestimmung von Pflanzen besteht einiger Forschungsbedarf, und so kann das Netzwerk auf den gewonnenen innovativen Kenntnissen aufbauen“, so de Boer. Zudem identifizierte das Projekt Forschungsfragen und Herausforderungen, denen man sich nun genauer widmen will. „Wir wollen die Zusammenarbeit ausweiten und Forschungsgelder über das Rahmenprogramm Horizont Europa beantragen, um neue Ansätze zu entwickeln und mit Interessengruppen die Umsetzung dieser Methoden zum Nutzen der Gesellschaft vorantreiben“, schließt de Boer.
