Eine Innovation der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München führt zu einem erhöhtem Wachstum und verbesserter Biomasseproduktion von Pflanzen bei geringer Lichteinstrahlung.
Wachsende Bevölkerungszahlen und schwindende natürliche Ressourcen zählen zu den größten Herausforderungen unseres Jahrhunderts. Forscher untersuchen daher neue Möglichkeiten zur Steigerung von Ernteerträgen. Dr. Matthias Pribil und seine Kollegen vom Biocenter der LMU haben eine neue Methode entdeckt, mit der sich die photosynthetische Leistung von Pflanzen verbessern lässt. Die Münchener Forscher konnten zeigen, dass das Fehlen eines als TAP38 bezeichneten Enzyms die Wachstumsrate unter Bedingungen geringer Lichtstärke verbessern kann. Pflanzen, denen dieses spezielle Enzym fehlt, verharren in einem photosynthetischen Zustand der Akklimatisierung an Verhältnisse schwacher Lichteinstrahlung. In Fällen, in denen das verfügbare Sonnenlicht nur eine geringe Lichtstärke hat, wird so die begrenzte Lichtenergie am effektivsten genutzt.
Im Laufe der Evolution haben Pflanzen adaptive Zustände der Photosynthese entwickelt, um sich an veränderte Lichtverhältnisse anzupassen: Einen Zustand für Situationen mit hoher Lichtenergie, wenn das volle Sonnenlicht um die Mittagszeit einstrahlt. Einen anderen Zustand für Situationen, in denen die verfügbare Sonnenenergie begrenzt ist, wie z. B. an einem stark bewölkten Tag oder am frühen Morgen. Die Forschungsergebnisse zeigen, dass der Wechsel von demjenigen Zustand, der für begrenzten Lichteinfall optimal ist, zu dem Zustand, bei dem ein stärkerer Lichteinfall gegeben ist, von dem Enzym TAP38 abhängt. Die Deaktivierung oder Entfernung von TAP38 lässt die Pflanze in einem photosynthetischen Zustand verharren, der einer Akklimatisierung an schwaches Licht entspricht. Als Folge haben Pflanzen, denen das Enzym TAP38 fehlt, einen bedeutenden Wachstumsvorteil gegenüber normalen Pflanzen und produzieren unter Bedingungen geringer Lichteinstrahlung mehr Biomasse. Ihr Ernteertrag nimmt zu. Diese Ergebnisse konnten mit herkömmlichen Züchtungsmethoden und ohne genetische Manipulation erzielt werden. Die Erfindung bietet Züchtern und allen, die an der Verbesserung von kontrolliertem Wachstum in Gewächshäusern arbeiten, neue Möglichkeiten. „Bisher haben wir das Wachstum der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) untersucht, und wir suchen zur Zeit nach Möglichkeiten, unsere Erfindung auf Tomaten und Gurken zu übertragen. Wir sind sehr zuversichtlich, da sich das TAP38-Protein bei fast allen Blütenpflanzen findet”, sagt Dr. Pribil.
Ansprechpartnerin Dr. Cécile Henrich-Burkhardt Lizenzmanagement Life Sciences Tel. +49 89 5480177-16
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