Steigerung des Nutzpflanzenpotenzials von Nachtschattengewächsen durch Biotechnologie zur Ernährungssicherheit

Das moderne Nahrungsmittelsystem ist weitgehend von einem begrenzten genetischen Pool an Nutzpflanzen abhängig, was erhebliche Bedenken hinsichtlich der Nachhaltigkeit der Landwirtschaft und der Ernährungssicherheit aufkommen lässt. Nur ein kleiner Teil der weltweiten Artenvielfalt wird kultiviert, wodurch Nutzpflanzen anfällig für Krankheiten und Umweltveränderungen sind.

Dieser Mangel an genetischer Vielfalt unterstreicht die Notwendigkeit, unsere Nahrungsquellen zu diversifizieren, um uns vor künftigen Herausforderungen zu schützen. Diese Forschung reagiert auf diese Bedenken, indem sie untersucht, wie fortschrittliche Biotechnologien die genetische Vielfalt und Widerstandsfähigkeit von Solanaceae-Pflanzen erhöhen können – wichtigen Mitwirkenden sowohl globaler als auch lokaler Nahrungsmittelsysteme.

Ein Forscherteam der University of Florida hat in Zusammenarbeit mit Experten des Consejo Superior de Investigaciones Científicas – Universitat Politècnica de València (CSIC-UPV) in Spanien Folgendes getan veröffentlicht eine Studie in Gartenbauforschung.

Die Studie konzentriert sich auf die Anwendung fundierter Kenntnisse über die Domestizierung von Nachtschattengewächsen in Kombination mit virusbasierten Biotechnologien, um die Leistung und Vielfalt von Nachtschattengewächsen zu verbessern, zu denen weltweit wichtige Grundnahrungsmittel wie Kartoffeln, Tomaten, Auberginen und Paprika gehören. Die Forschung betont das Potenzial rekombinanter Virustechnologien (RVTs) für eine präzise genetische Veränderung dieser Nutzpflanzen mit dem Ziel, nicht nur weit verbreitete Sorten, sondern auch wenig genutzte Arten innerhalb der Familie der Nachtschattengewächse zu verbessern.

Die Forschung unterstreicht die transformative Kraft von RVTs bei der Züchtung von Nachtschattengewächsen. Durch den Einsatz manipulierter Viren können Wissenschaftler sowohl vorübergehende als auch vererbbare Veränderungen in Pflanzenmerkmalen herbeiführen, wie z. B. Krankheitsresistenz, Nährstoffverbesserung und Anpassungsfähigkeit an die Umwelt. Die Studie unterstreicht die Bedeutung von RVTs für die funktionelle Genomik und die Neuprogrammierung von Pflanzenmerkmalen und geht über theoretische Anwendungen in Modellpflanzen hinaus bis hin zu realen Nutzpflanzenverbesserungen.

Insbesondere untersucht die Studie Fortschritte in der umgekehrten Genetik negativsträngiger RNA-Viren, die zu viralen Vektoren führen, die in der Lage sind, CRISPR-Cas-Komponenten in Pflanzenzellen einzuschleusen – und so neue Wege für präzise, ​​vererbbare genetische Veränderungen zu eröffnen, die den Prozess der Pflanzenentwicklung verändern könnten.

Fabio Pasin, Hauptautor der Studie, kommentiert: „Unsere Forschung verdeutlicht das bemerkenswerte Potenzial der Kombination von fundiertem taxonomischem Fachwissen mit modernster Biotechnologie. Indem wir uns auf die Familie der Nachtschattengewächse konzentrieren, können wir nicht nur weithin anerkannte Nutzpflanzen verbessern, sondern auch nicht ausreichend genutzte Arten einbringen.“ den landwirtschaftlichen Mainstream zu verbessern, die Ernährungssicherheit zu verbessern und die Ernährungsvielfalt auf der ganzen Welt zu bereichern.“

Die potenziellen Anwendungen dieser Forschung sind vielfältig und bieten die Möglichkeit, schnell Pflanzensorten zu entwickeln, die widerstandsfähiger gegen Krankheiten sind, besser an die lokale Umgebung angepasst sind und einen höheren Nährwert haben. Solche Innovationen könnten zu nachhaltigeren landwirtschaftlichen Praktiken führen, den Arbeitskräftebedarf verringern und die Widerstandsfähigkeit des Lebensmittelsystems erhöhen. Letztendlich verspricht die Forschung, zu nachhaltigeren, vielfältigeren und sichereren Nahrungsquellen beizutragen, was sowohl der globalen Ernährungssicherheit als auch der lokalen Ernährung zugute kommt.