Ist es zu warm, bildet die Kartoffel keine Knollen aus oder stoppt ihr Wachstum. Biochemiker der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) haben nun den Grund dafür herausgefunden – steigt die Temperatur, blockiert eine sogenannte „kleine RNA“ die Knollenbildung. Nun ist den Wissenschaftern gelungen, diese kleine RNA auszuschalten. So können wärmeresistente Kartoffelpflanzen erzeugt werden, angesichts des Klimawandels vielleicht ein wichtiger Beitrag, um Ernteerträge in Zukunft zu sichern.
Neben Mais, Reis, Weizen und Maniok zählt die Kartoffel zu den wichtigsten Grundnahrungsmitteln. Die höchsten Erträge werden bei gemäßigten Temperaturen erzielt – ideal für die Knollenbildung sind rund 21 Grad Celsius tagsüber und 18 Grad nachts. Bei diesen Temperaturen und der richtigen Tageslänge wird in den Blättern ein knolleninduzierendes Eiweiß mit dem Namen SELF-PRUNING 6A (SP6A) gebildet, welches der Pflanze signalisiert, Knollen zu bilden, um auf Kälteperioden vorbereitet zu sein. Ist es jedoch zu warm schaltet die Pflanze auf eine Art Wachstumsprogramm um und bildet mehr grüne Triebe und Blätter, aber weniger bis keine Knollen mehr.
„Bisher war der Mechanismus, der die Knollenbildung bei Hitze verhindert, nicht bekannt“, erklärt Prof. Dr. Uwe Sonnewald, Inhaber des Lehrstuhls für Biochemie an der der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU). Mit seinem Team hat er nun eine kleine Ribonukleinsäure (RNA) ausgemacht, die aus etwa 19 Nukleotiden besteht und die die Knollenbildung temperaturabhängig reguliert. Sie ist bei niedrigeren Temperaturen inaktiv. Steigen die Temperaturen, blockiert sie die Bildung von SP6A und damit das Knollenwachstum.
In einem weiteren Schritt sind Kartoffelpflanzen erzeugt worden, in denen die Wirkung der kleinen RNA aufgehoben wurde. Diese Pflanzen wurden anschließend hohen Temperaturen im Gewächshaus ausgesetzt. Das Ergebnis zeigte, das auch bei mehr als 29 Grad bzw. 27 Grad weiterhin Knollen von guter Qualität entstanden sind.
Als nächstes werden die Kartoffelpflanzen unter Feldbedingungen getestet um zu prüfen, ob die Pflanzen auch unter realen Bedingungen der Hitze trotzen.
Quelle: fau.de
