In einem deutschlandweiten Forschungsprojekt wollen Wissenschaftler den Ertrag und den Zuckergehalt von Zuckerrüben steigern. Daran beteiligt ist auch der Würzburger Biophysiker und Pflanzenphysiologe Rainer Hedrich. Er erhält dafür vom Bundesforschungsministerium knapp 500.000 Euro.
Zuckerrüben-Züchter stehen vor einem Dilemma: Wenn sie gezielt Pflanzen auswählen, die einen hohen Zuckergehalt in ihren Knollen aufweisen, steigt zwar die relative Zuckerausbeute. Gleichzeitig sinkt aber der Ertrag pro Pflanze. Oder umgekehrt: Pflanzen, die sehr große Rüben anlegen, speichern dort nur vergleichsweise wenig Zucker. Was der Züchter auch macht: Die Zuckerausbeute auf dem Feld kann er auf diesem Weg nicht in bedeutsamer Weise steigern.

Der Forschungsverbund „Betamorphosis“

Das will der neue Forschungsverbund „Betamorphosis“ ändern, den das Bundesforschungsministerium jetzt genehmigt hat. Daran beteiligt sind die Universitäten Köln, Erlangen, Kaiserslautern und Würzburg sowie die Südzucker AG und die KWS Saat AG. Die Projektleitung hat der Kölner Botaniker Professor Ulf-Ingo Flügge. Würzburger Vertreter in dem Projekt ist Professor Rainer Hedrich, Inhaber des Lehrstuhls für molekulare Pflanzenphysiologie und Biophysik.

Warum bei der Zuckerrübe Ertrag und Zuckerkonzentration auf so ungünstige Weise miteinander verknüpft sind, ist noch nicht bis ins letzte Detail geklärt. Eine mögliche Erklärung ist, dass die Gene, die für die jeweilige Eigenschaft verantwortlich sind, nur gemeinsam vererbt werden. Eine andere zielt in die Richtung, dass diese Gene von den gleichen Faktoren gesteuert werden. Letztere gilt momentan als die wahrscheinlichere Variante.

Das Ziel des Forschungsverbunds

Mit Hilfe gentechnischer Methoden wollen die Forscher nun sowohl den Ertrag als auch den Zuckergehalt von Zuckerrüben steigern. Dazu wollen sie die Stoffwechselvorgänge in den Blätter und Rüben der Pflanzen gezielt so verändern, dass die in den Blättern hergestellten Photosyntheseprodukte vermehrt in die Rüben transportiert werden. Die Pflanzen sollen einerseits dazu angeregt werden, mehr Zucker zu bilden; andererseits sollen sie in die Lage versetzt werden, mehr Zucker in den Rüben zu speichern.

Mit dem Zuckertransport in Pflanzen kennt sich Rainer Hedrich aus. In einer von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten überregionalen Forschergruppe hat er jüngst mit Arbeitsgruppen aus Kaiserslautern, Erlangen und Heidelberg die Bedeutung von Zuckertransportern und den daran beteiligten Protonenpumpen an der Modellpflanze Arabidopsis thaliana aufgeklärt. Hedrich zählt seit mehr als 20 Jahren zu den weltweit bedeutendsten Wissenschaftlern, wenn es um die Erforschung des Membrantransports in Pflanzenzellen geht.


Den Artikel finden Sie unter:

http://idw-online.de/de/news446288

Quelle: Informationsdienst Wissenschaft / Julius-Maximilians-Universität Würzburg  (10/2011)


Publikation:
B. Dünschede, T. Bals, S. Funke, D. Schünemann (2011) Interaction studies between the chloroplast signal recognition particle subunit cpSRP43 and the full-length translocase Alb3 reveal a membrane-embedded binding region in Alb3, Journal of Biological Chemistry, 286, 35187-35195, doi: 10.1074/jbc.M111.250746