Nächster Schritt zu robusteren Kartoffeln

Von der EU unterstützte Forschende untersuchen in einer neu begonnenen Versuchsrunde, wie ausgewählte Kartoffelsorten auf unterschiedliche Umweltstressoren reagieren.

Lebensmittel und natürliche Ressourcen

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Seit seinem Beginn im Jahr 2020 erarbeitet das EU-finanzierte Projekt ADAPT Strategien dafür, Kartoffelpflanzen auf die schwierigen Wachstumsbedingungen vorzubereiten, die unser sich veränderndes Klima verursacht. Das Projektteam untersucht, wie unterschiedliche Kartoffelsorten auf Umweltbedingungen wie Hitze, Dürre und Überschwemmung reagieren, und wird so neue Zuchtziele ermitteln und Kartoffelsorten an diese Bedingungen anpassen.

In den letzten zwei Jahren wurden im Rahmen von ADAPT in Spanien, den Niederlanden und Österreich Feldversuche mit einem breiten Spektrum ausgewählter Sorten durchgeführt. Da das Projekt in die letzte Phase geht, wird es eine neue Runde automatisierter Hochdurchsatz-Phänotypisierung (Bewertung der physischen Merkmale der Sorten) mit nur zwei Kartoffelsorten (Desirée und Lady Rosetta) beginnen, die anhand früherer Feldversuche bestimmt wurden. Diese Analysen werden in den Anlagen des tschechischen Screening-Technologie-Entwicklers und ADAPT-Projektpartners Photon Systems Instruments stattfinden. Die Forschenden werden Gewebekulturpflänzchen der beiden gewählten Sorten unter streng kontrollierten Umgebungsbedingungen auf Erde kultivieren.

Die Auswirkungen von Hitze, Dürre und Vernässung

Frühere im Rahmen des Projekts durchgeführte Gewächshausversuche zeigten gegensätzliche Toleranzniveaus gegenüber Hitze und Dürre – den beiden in ADAPT untersuchten Stressoren – sowie Vernässung. Diese Gegensätze wurden sowohl beobachtet, als jeder Stressor einzeln bewertet wurde, als auch in Kombination mit den anderen beiden Stressoren, wobei Letztere angesichts des Klimawandels ein realistischeres Bild zeichnet, heißt es in einer Pressemitteilung von ADAPT.

„In der ersten Phase verbesserten wir den Versuchsaufbau, beispielsweise hinsichtlich der Intensität und Dauer der Stressbehandlungen und dem besten Zeitpunkt für die Probenahme. Anhand der bisher gewonnenen Daten haben wir nun einen tiefgreifenden Einblick in diese Prozesse bei zwei gegensätzlichen Kartoffelsorten und können die automatisierte Phänotypisierung mit einer ausführlichen Analyse morphologischer und physiologischer Reaktionen auf unterschiedliche Stressoren verknüpfen“, so das Projektteam. „Zudem sollen die biochemischen und molekularen Veränderungen bei der Reaktion sowohl auf Einzelstressoren als auch auf kombinierte Stressoren gemessen und auf Netzwerkebene ausgewertet werden. Ziel dabei ist es herauszufinden, wie sich Kartoffelpflanzen an diese Stressoren anpassen und warum das manchen Sorten besser gelingt.“

Zu kritischen Zeitpunkten während des Experiments werden Pflanzenproben entnommen und von verschiedenen Konsortiumsmitgliedern untersucht. Die das Projekt ADAPT koordinierende Universität Wien und der deutsche Projektpartner, die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, werden die Veränderungen des Proteoms und des Metaboloms der Pflanzen erforschen. Die Phytohormone sollen von der Partnereinrichtung in Tschechien, der Palacký-Universität Olomouc, gemessen werden und der slowenische Partner, das Nationale Institut für Biologie (NIB), wird die Veränderungen der Genexpression überwachen.

All diese Daten sollen dann miteinander verbunden und verwendet werden, um die vom NIB-Team anhand früherer Daten entwickelten Stressreaktionsmodelle zu aktualisieren. Die bisher erhobenen Daten sind auf der Stress Knowledge Map (Stress-Wissenslandkarte) veranschaulicht, die Forschende des NIB im Rahmen von ADAPT (Accelerated Development of multiple-stress tolerAnt PoTato) erstellt haben.

Weitere Informationen:
ADAPT-Projektwebsite

Schlüsselbegriffe

ADAPT, Kartoffel, Nutzpflanze, Desirée, Lady Rosetta, Phänotypisierung, Umweltstressoren, Umweltstress