Millionenförderung für Pflanzen der Zukunft

Bisher erfordert die Züchtung neuer Pflanzen eine aufwendige Anpassung der Genome für jede einzelne Pflanzenart – ein kostspieliger und zeitintensiver Prozess, der die Anwendung genetischer Verbesserungen erheblich einschränkt. SyncSol möchte das ändern: Ein neues Forschungsprogramm des MPI MP in Potsdam zielt darauf ab, ein universelles Chloroplastengenom zu entwickeln, das sich flexibel auf verschiedene Pflanzenarten übertragen lässt. Dies würde die Pflanzenzüchtung deutlich effizienter und vielseitiger gestalten.

Geleitet wird das Projekt von dem Synthetischen Biologen Dr. Daniel Dunkelmann, der am MPI MP in der Abteilung Organellenbiologie, Biotechnologie und molekulare Ökophysiologie forscht. Dank der Förderung durch ARIA kann das Forschungsteam in enger Zusammenarbeit mit britischen und amerikanischen Partnern sowie den innovativen Start-ups Constructive Bio und Camena Bioscience an einer neuen Generation von Nutzpflanzen arbeiten.

„Unser Ansatz eröffnet völlig neue Möglichkeiten.“, erklärt Dr. Dunkelmann. „Wenn wir Nutzpflanzen schnell und gezielt optimieren können, ergeben sich zahlreiche Anwendungen: Pflanzen könnten in Zukunft Pharmazeutika, Biokraftstoffe oder nachhaltige Materialien produzieren. Unsere Nutzpflanzen ließen sich an die Herausforderungen der Klimakrise und des Artensterbens anpassen – und das in der erforderlichen Geschwindigkeit.“

Auch Prof. Dr. Ralph Bock, Direktor des MPI-MP und Leiter der Abteilung, betont die Tragweite des Vorhabens: „Die Möglichkeiten, die uns dieses ehrgeizige Forschungsprojekt bieten könnte, sind immens.“

Ein Genom – viele Möglichkeiten

Das konkrete Ziel der Forscherinnen und Forscher ist die Entwicklung eines universellen Chloroplasten-Genoms, das in allen Pflanzen der Familie der Nachtschattengewächse funktionsfähig ist – darunter Tomaten, Kartoffeln, Paprika, Auberginen und Tabak. Bislang können solche genetischen Komponenten nur für einzelne Pflanzenarten erstellt werden, was die Züchtung neuer, verbesserter Pflanzen extrem ressourcen- und zeitintensiv macht.

Die Forschung konzentriert sich auf Chloroplasten aus der Familie der Nachtschattengewächse, zu denen Tomaten, Kartoffeln oder Tabak gehören. © MPI-MP/sevens+maltry

Darüber hinaus soll das entwickelte Genom um eine Eigenschaft (zum Beispiel verbesserte Photosynthese oder Anpassung an ungünstige Umweltbedingungen) erweitert werden, das in verschiedenen Nutzpflanzen von sozioökonomischem Wert ist. Die Forschung legt damit den Grundstein für eine nachhaltigere, effizientere Pflanzenzucht – mit weitreichenden positiven Auswirkungen auf Landwirtschaft, Umwelt und Gesellschaft.

„Wir bewegen uns hier an der Grenze des Machbaren. Doch im Erfolgsfall könnte dieses Projekt einen erheblichen positiven Einfluss auf die Welt haben – und zugleich einen großen wirtschaftlichen Nutzen bringen“, so Dr. Dunkelmann. „Die Förderung durch ARIA gibt uns die Chance, einen Durchbruch erzielen zu können.“