Wie reagieren verschiedene Kartoffeln auf Stress durch Hitze, Trockenheit und Staunässe? Von der EU unterstützte Wissenschaftler untersuchen die Veränderungen, die Kartoffeln widerstandsfähig oder anfällig machen.
Ob gedünstet, gekocht, gebraten, gebraten oder gebacken, Kartoffeln sind aus unserer heutigen Ernährung nicht mehr wegzudenken. Als gute Ballaststoffquelle und voller Antioxidantien ist die Kartoffel eine der wichtigsten Nahrung, Nutzpflanzen der Welt – eine Nutzpflanze, der der Klimawandel seinen Tribut fordert.
Die Anfälligkeit der Kartoffel gegenüber klimabedingten Umweltbelastungen wie extremen Temperaturen, Überschwemmungen und Dürren wirft große Bedenken hinsichtlich der Ernährungssicherheit auf. Um diesen Bedenken entgegenzuwirken, entwickelt das EU-finanzierte Projekt ADAPT neue Strategien, um die Produktivität, Ertragsstabilität und Qualität der Kartoffelernte unter den schwierigen Wachstumsbedingungen der Zukunft zu steigern.
Eines der Ziele von ADAPT ist es, die morphologischen, physiologischen und molekularen Veränderungen zu identifizieren, die verschiedene Kartoffelsorten widerstandsfähig oder nicht gegenüber einzelnen Belastungen (z. B. Hitze, Dürre, Überschwemmungen) und relevanten Kombinationen dieser Belastungen machen. Zu diesem Zweck wählten Pflanzenwissenschaftler, Landwirte und Kartoffelzüchter, die am ADAPT-Projekt teilnehmen, 30 Kartoffelsorten aus, um sie in kontrollierten Gewächshausexperimenten zu untersuchen.
Belastungsbedingungen und Probenahmestellen
Wie der Projektpartner von ADAPT, European Potato Trade Association, Belgien, berichtete, umfasste die Erkundungsphase des Projekts die Bestimmung der Stressbedingungen und der aussagekräftigsten Probenahmestellen. Diese beiden Faktoren wurden zunächst in einem Pilotexperiment untersucht, das auf der Pflanzenphänotypisierungsplattform eines anderen Projektpartners, Photon Systems Instruments mit Sitz in Tschechien, durchgeführt wurde.
Dort wurde die Kartoffelsorte Desirée Hitze, Trockenheit und Staunässe ausgesetzt (einzeln oder kombiniert), und die Pflanzenreaktionen wurden täglich durch Hochdurchsatz-Phänotypisierungstechnologien (HTP) analysiert.
Die Erkenntnisse aus dieser ersten Untersuchung werden im zweiten Teil der Sondierungsphase genutzt. Dies beinhaltet die Verwendung optimierter Einstellungen und Stressbedingungen, um die genetischen Unterschiede festzustellen, die die Reaktionen von Kartoffeln auf Hitze, Trockenheit und Staunässe bestimmen.
Das ultimative Ziel ist es, tolerante und anfällige Sorten zu identifizieren und die Grundlagen dieser Unterschiede auf molekularer und physiologischer Ebene aufzuklären. Gewächshausexperimente zur Bestimmung der Reaktionen ausgewählter Kartoffelsorten auf Hitze-, Trockenheits- und Staunässestress wurden 2021 auch bei den ADAPT-Projektpartnern Friedrich-Alexander-Universität (Deutschland), Wageningen University & Research bzw. Universität Utrecht (Niederlande) durchgeführt.
Die Experimente zeigten genetische Unterschiede bei Stressreaktionen, insbesondere bei agronomischen Merkmalen wie Ernteindex und Knollenertrag, berichtet die Nachricht.
Neben Kartoffelsorten mit Einzelstresstoleranz oder -anfälligkeit identifizierten die Forscher auch Sorten, die tolerant oder anfällig für Mehrfachstress waren, „was das gesamte ADAPT-Konsortium dazu inspirierte, dieses Phänomen zu untersuchen“.
Der Plan der ADAPT-Forscher (Accelerated Development of Multiple-Stress-Tolerant Potato) für 2022 besteht darin, eine gründliche Phänotypisierung von drei toleranten und drei anfälligen Sorten durchzuführen und die phänotypischen Reaktionen mit Genexpressionsanalysen zu verifizieren.