Aufbau einer europäischen Forschungsinfrastruktur für pflanzengenetische Ressourcen
Um eine wachsende Bevölkerung zu ernähren, stützt sich die Landwirtschaft zunehmend auf eine begrenzte Anzahl von Nutzpflanzensorten, die unter kontrollierten Bedingungen gute Erträge liefern. Infolgedessen sind viele traditionelle Sorten und wilde Verwandte aus den Feldern verschwunden, zusammen mit genetischen Merkmalen, die den Pflanzen einst halfen, mit widrigen Umständen fertig zu werden. Die Fähigkeit Europas, auf den Klimawandel, die Ernährungsunsicherheit und den Verlust der biologischen Vielfalt zu reagieren, hängt zum Teil davon ab, wie gut es seine pflanzliche Biodiversität versteht, bewahrt und nutzt. Das EU-finanzierte Projekt PRO-GRACE(öffnet in neuem Fenster) hat den Grundstein für eine koordinierte, verteilte europäische Forschungsinfrastruktur für pflanzengenetische Ressourcen gelegt und damit die seit langem bestehende Fragmentierung und mangelnde Standardisierung von Prozessen und Verfahren angegangen.
Genetische Vielfalt, Klimaresistenz
Die Konzentration auf eine begrenzte Auswahl ertragreicher Pflanzensorten hat zwar die Produktivität gesteigert, aber auch die genetische Vielfalt stark verringert, wodurch die Pflanzen zunehmend anfällig geworden sind. „Ein einziger neuer Krankheitserreger oder eine schnelle Temperaturänderung kann ganze Ernten gefährden, da genetisch einheitliche Pflanzen tendenziell alle gleich auf Stress reagieren und dadurch gleichzeitig anfällig sind“, erklärt Giuseppe Aprea von der italienischen Nationalagentur für neue Technologien, Energie und nachhaltige wirtschaftliche Entwicklung italienische Nationale Agentur für neue Technologien, Energie und nachhaltige wirtschaftliche Entwicklung(öffnet in neuem Fenster), Projektkoordinator. Um dieses Problem anzugehen, benötigen Pflanzenzüchter und Wissenschaftler Informationen über Merkmale, die zur Anpassung der Nutzpflanzen beitragen könnten. Repositorien von Akzessionen – einzigartige, identifizierbare Proben von Pflanzenmaterial – sind dabei ein unverzichtbares Instrument. Der Europäische Suchkatalog für pflanzengenetische Ressourcen(öffnet in neuem Fenster) (EURISCO) dokumentiert derzeit mehr als zwei Millionen Akzessionen, doch dies ist nur ein Bruchteil derjenigen, die in den rund 400 europäischen Genbanken und Einrichtungen gelagert sind. Darüber hinaus sind In-situ-Akzessionen (Feldakzessionen) nach wie vor weitgehend undokumentiert.
Koordinierte Infrastruktur für europäische pflanzengenetische Ressourcen
PRO-GRACE legte den Grundstein für eine verteilte Forschungsinfrastruktur, die bestehende Genbanken, Erhaltungszentren und Forschungsinstitute miteinander verbindet. Die Länder behalten das Eigentum und das Fachwissen der nationalen Knotenpunkte, während sie innerhalb eines gemeinsamen europäischen Rahmens arbeiten, der von einer zentralen Stelle koordiniert wird. Die Mitglieder werden sich auf gemeinsame Standards für die Beschreibung der Zugänge, die Dokumentation und die Anforderung von Materialien einigen. Darüber hinaus „wird die Infrastruktur für In-situ-Ressourcen, wie wilde Verwandte von Kulturpflanzen und traditionelle Sorten, die noch in landwirtschaftlichen Betrieben angebaut werden, die Überwachung, Dokumentation und Sicherung in Ex-situ-Einrichtungen unterstützen und so dazu beitragen, den Verlust der biologischen Vielfalt zu verhindern, der derzeit nur unzureichend erfasst wird und oft ein Risiko darstellt“, bemerkt Aprea.
Standardisierte Protokolle, FAIR-Datenmanagement
Harmonisierte Protokolle sind eine Voraussetzung für zuverlässige Vergleiche, Qualitätssicherung und den sicheren Austausch von Material. PRO-GRACE hat Qualitätsstandards für die Sammlung, Regenerierung und Lagerung von Pflanzenmaterial entwickelt und damit die Grundlage für die Angleichung an die Verfahren für den Austausch genetischer Ressourcen in Europa und international geschaffen. Die vorgeschlagene Infrastruktur wird auch die Organisation und den Austausch von Daten verbessern, indem sie die FAIR-Datenprinzipien anwendet und sicherstellt, dass Informationen auffindbar, zugänglich, interoperabel und wiederverwendbar sind. Dadurch können Forscher und Züchter relevantes Material leichter finden und Merkmale verschiedener Sammlungen zuverlässig vergleichen. Wie Aprea bemerkt: „Die Standardisierung ist ein wichtiger Schritt, um die vielfältigen Sammlungen Europas in ein kohärentes und vertrauenswürdiges System zu verwandeln.“ PRO-GRACE lieferte eine Machbarkeitsstudie und einen Proof of Concept, die zeigen, wie eine solche Infrastruktur funktionieren könnte. Auf dieser Grundlage bereitet das neu gegründete GRACE-RI-Konsortium derzeit einen Antrag für eine Roadmap für das Europäische Strategieforum für Forschungsinfrastrukturen vor. „Durch die Verbindung von Erhaltung und Anwendung wird die Forschungsinfrastruktur die agrobiodiversität Europas bewahren und gleichzeitig pflanzengenetische Ressourcen als Eckpfeiler der europäischen Antwort auf den Klimawandel, die Ernährungssicherheit und die nachhaltige Entwicklung positionieren“, schließt Aprea.
