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Developing wheat with enhanced nitrogen use efficiency towards a sustainable system of production.

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Verwendung der Gene von Weizenenzymen zur Reduzierung der Stickstoffbelastung

Eine erhöhte Stickstoffbelastung, hervorgerufen durch künstliche Stickstoffquellen, stellt weiterhin ein globales Problem dar. Wissenschaftlern ist es gelungen, ein Gen zu klonen, das bei der Steigerung der Effizienz der Stickstoffverwertung von Weizen äußerst nützlich ist.

Klimawandel und Umwelt

Die übermäßige Verwendung von Kunstdüngern zur Steigerung des Ernteertrags, insbesondere der Einsatz von Stickstoffdüngern, wird aus zwei verschiedenen Gründen kritisiert: Zum einen aufgrund der sich hieraus ergebenen Nitratbelastung und zum anderen wegen der Tatsache, dass bei der Herstellung dieser Dünger im Allgemeinen fossile Energieträger verwendet werden. Zudem stellt Stickstoff beim Pflanzenwachstum ein begrenzendes und kostenintensives Element dar. Die EU hat auf die sich hierdurch ergebende Bedrohung für die Umwelt mit dem Erlass der Nitratrichtlinie und der Durchführung der GAP-Reformen geantwortet. Eine progressive Durchführung dieser beiden Maßnahmen wird mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit zum Rückgang der Preise für Getreide und wahrscheinlich auch zur Steigerung der Kosten im Bereich des landwirtschaftlichen Anbaus mit all den sich hieraus ergebenden Konsequenzen für den Agrarsektor führen. Von der EU finanzierte Forschungsarbeiten wurden durchgeführt, um der Industrie bei der Abschwächung dieser negativen Auswirkungen zu helfen. Eine Möglichkeit, diesen beiden Problemen zu begegnen, ist die Steigerung der Stickstoffverwertung der Pflanzen. Im Rahmen eines Projekts mit dem passend ausgewählten Namen SUSTAIN konnte ein wichtiger Schritt bei der Steigerung der Stickstoffverwertung von Weizen gemacht werden. Das Enzym Glutamin Synthetase (GS) ist bei der Steigerung der Effizienz der Stickstoffverwertung von Bedeutung. Projektpartner an der Royal Veterinary and Agricultural University in Dänemark haben zehn verschiedene Sequenzen des GS im Weizen identifizieren können und haben diese anschließend in vier verschiedene Untergruppen eingeteilt. Durch eine Kombination von Genomstudien und Untersuchungen zur Genkartierung sowie der Vererbung konnten die Wissenschaftler herausfinden, dass es unter Einbeziehung der Gene des GS von anderen monokotylen Arten vier unterschiedliche Stämme gibt. Im Anschluss hieran haben die Wissenschaftler isolierte Gene des GS geklont. Es war das erste Mal, dass diese Sequenzen identifiziert und vervielfältigt wurden. Das Wissenschaftsteam hat diese Sequenzen anschließend durch die Veröffentlichung in der DNA-Sequenzdatenbank GenBank der Öffentlichkeit zugänglich gemacht. Diese Forschungsarbeit stellt eine mögliche Grundlage für die verantwortungsvolle Herstellung von transgenen Nutzpflanzen dar. Das Klonen von nützlichen Genen, die in einer Reihe von Nutzpflanzen für die Mineralstoffverwertung verantwortlich sind, wird einen positiven Einfluss auf die Gesundheit der Menschen, auf die Umwelt und auf die wirtschaftliche Entwicklung in Europa sowie in den Entwicklungsländer haben.

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