Aufgrund der weiter stark wachsenden Erdbevölkerung hat die Stabilisierung oder Erhöhung der Erträge landwirtschaftlich genutzter Pflanzen eine große Bedeutung. Die Regulation des Ertrags von Nutzpflanzen ist ein sehr komplexer Vorgang, an dem zahlreiche Gene beteiligt sind, die zum allergrößten Teil unbekannt sind. Die Arbeitsgruppe von Prof. Schmülling am Institut für Biologie der Freien Universität Berlin hat im Genom von Raps, der wichtigsten Ölpflanze in Europa, zwei Gene entdeckt, die ganz wesentlich an der Steuerung des Ertrags beteiligt sind. Diese Gene kodieren für Proteine, die den Abbau des Pflanzenhormons Cytokinin katalysieren. Das gezielte Ausschalten der Gene verursacht einen höheren Cytokiningehalt und aktiviert dadurch die Blütenbildung. Dies konnte u.a. anhand von Untersuchungen am Raster-Elektronen-Mikroskop mit Unterstützung von Maria Schauer aus der AG Bachelier (Strukturelle und Funktionelle Pflanzendiversität) am Institut für Biologie gezeigt werden. Die Bildung von mehr Blüten führt zu mehr Schoten und damit letztendlich zu einem höheren Samenertrag an dem untersuchten Hauptspross von Raps (Schwarz et al., Journal of Experimental Botany 2020; Link siehe unten). Im Projekt, dass durch die Lieselotte und Prof. Dr. Kurt-Dietrich-Krolow-Stiftung (Krolow-Stiftung) gefördert wird, sind weitere Untersuchungen zur Ertragsbildung der Rapspflanzen unter verschiedenen Umweltbedingungen geplant. Mit Hilfe der neuen CRISR/Cas-Methode werden gezielt Mutationen in den verwandten Genen in der Gerste eingeführt, um zu untersuchen, ob das Hormon Cytokinin auch bei dieser Getreidepflanze an der Steuerung des Ertrags beteiligt ist.

Kontakt:
Thomas Schmülling, Institut für Biologie / Angewandte Genetik, Dahlem Centre of Plant Sciences, Freie Universität Berlin
E-Mail: tschmue@zedat.fu-berlin.de

Veröffentlichung:
Schwarz et al., 2020; Link: https://academic.oup.com/jxb/advance-article/doi/10.1093/jxb/eraa419/5903874