Die Seestadt Bari dient seit Jahrhunderten als Handelszentrum zwischen West und Ost. Auch heute noch baut die geschäftige Hauptstadt der Region Apulien aufgrund ihrer Dynamik Brücken zwischen den Kulturen Universitätsgemeinschaft hat Kooperationsabkommen mit renommierten Universitäten weltweit und globale Partnerschaften in einem breiten Spektrum von Forschungsthemen, darunter auch Agrarwissenschaften, geschlossen. In diesem Jahr war die Universität Bari Gastgeberin von „Klimaintelligente Pflanzen für die Zukunft“, der Jahreskongress der Societá Italiana di Genetica Agraria (FOLGEN), die Pflanzenwissenschaftler aus italienischen Forschungszentren und Top-Experten internationaler Institutionen zusammenbrachte.
Grundzutaten der Mittelmeerdiät in Gefahr
Neben seinem historischen Erbe ist Apulien auch für seine unglaubliche gastronomische Tradition bekannt und ist ein bedeutender Produzent wesentlicher Zutaten der mediterranen Ernährung wie Getreide, Tomaten, Trauben und Oliven. Dennoch können neue Schädlinge (z. B. Xylella fastidiosa), zusammen mit den zunehmenden Auswirkungen von Hitzewellen und Dürreperioden, bedrohen die unglaubliche Vielfalt pflanzlicher Produkte (Figure 1). Somit scheint der sonnige Absatz des italienischen Stiefels der perfekte Ort zu sein, um über gegenwärtige und zukünftige Herausforderungen der landwirtschaftlichen Biodiversität zu sprechen.
FOLGEN Kongress-Highlights: Auf dem Weg zu klimaintelligenten Pflanzen
Anfang September nahmen mehr als 300 Pflanzenwissenschaftler italienischer Institutionen – zusammen mit internationalen Referenten renommierter Forschungszentren – an einer viertägigen Veranstaltung teil, um ihre laufenden Forschungsarbeiten zur Nutzpflanzenwissenschaft vorzustellen. Die Teilnehmer diskutieren auch die Anwendung neuer Erkenntnisse für eine nachhaltigere Landwirtschaft.
Nach der institutionellen Begrüßung umfassten die wissenschaftlichen Sitzungen ein breites Spektrum von OMICS und Multi-OMICS Ansätze sowie Spitzentechnologien, die die Gewinnung klimafreundlicher Pflanzen erleichtern können. Pflanzenwissenschaftler wenden derzeit innovative Methoden an, um den Nutzen von zu erforschen Pflanzengenetische Ressourcen in Züchtungsprogrammen, die darauf abzielen, die Klimaresilienz zu stärken und die Lebensmittelqualität zu verbessern. Beispielsweise wird die genetische Variation ausgenutzt, um die Anpassung von Pflanzen an ein sich änderndes Klima oder die Abwehr von Krankheitserregern zu verbessern, und zwar nicht nur bei wichtigen Getreidearten (z. B. Weizen, Gerste, Reis, Mais), sondern auch bei Gemüse (z. B. Karotten, Tomaten, Salat, Aubergine).
Interessanterweise wurde in mehreren Vorträgen auch die Verwendung von Techniken hervorgehoben, die ursprünglich in Simple entwickelt wurden Modellarten um die komplexen Genome von Obstpflanzen wie Weintraube, Apfel und Pfirsich zu analysieren. Neben Nahrungsmitteln war eine Sitzung auch Projekten gewidmet, die darauf abzielen, klimaresistente Ökosysteme zu schaffen, mit besonderem Schwerpunkt auf in Südeuropa wachsenden Waldbäumen (z. B. Pinus Pinaster, Pinus nigra).
Die Auswahl unter mehr als 50 herausragenden mündlichen Vorträgen ist eine unmögliche Aufgabe, aber es lohnt sich, zwei talentierte junge Forscher vorzustellen – LISA ROTASPERTI und SESSEN DANIEL IOHANNESS – ausgezeichnet mit dem „SIGA-Preis für die besten im Jahr 2022 veröffentlichten Arbeiten".
Kongress-Spotlight: Lisa und „glücklich unter der Sonne" Gerste
LISA ROTASPERTI promovierte am Institut für Biowissenschaften der Universität Mailand, wo sie die photosynthetische Leistung von untersuchte Gerste (Hordeum vulgare) – ein wichtiges Getreide, das zur Zubereitung köstlicher Speisen, koffeinfreier Getränke und (natürlich) von Bier verwendet wird.
Im Forschungsartikel veröffentlicht Umwelt- und experimentelle Botanik, Lisa und Kollegen identifizierten und charakterisierten eine „blassgrüne“ Gerstensorte, diese Mutante, benannt glücklich unter der Sonne 1 (hus1) Da es auch bei hohen Lichtintensitäten gut wächst, hat es einen geringeren Gehalt an Chlorophylle im Vergleich zu Standard-„Vollgrün“-Sorten. Trotzdem, Haus1 zeigt in Feldversuchen eine erhöhte Photosyntheseeffizienz und eine gute agronomische Leistung (z. B. Biomasseakkumulation, Getreideertrag).
Interessanterweise kann es in der Wildnis, wo verschiedene Pflanzenarten um Sonnenlicht und Nährstoffe konkurrieren, schädlich sein, „blassgrün“ zu sein, auf bewirtschafteten Feldern jedoch von Vorteil, wo Individuen derselben Art (oder sogar desselben Genotyps) in optimierter Dichte und unter optimalen Bedingungen wachsen.
Lisa arbeitet derzeit als Postdoktorandin im selben Labor, wo sie die Verwendung hellgrüner Nutzpflanzen in komplexen Agrarökosystemen untersucht (Figure 2).
Die Einführung von Sorten mit reduzierten photosynthetischen Pigmenten stellt eine vielversprechende Strategie für eine nachhaltigere Landwirtschaft dar. Tatsächlich kann hellgrünes Getreide in höherer Dichte angebaut werden – und so die Saatgutproduktion steigern, ohne die Anbaufläche zu vergrößern – und das bei geringerem Einsatz von Wasser, Düngemitteln und Pestiziden.
Blassgrüne Pflanzen ermöglichen außerdem eine tiefere Lichteindringung, was bedeutet, dass das Sonnenlicht leichter die Blätter an der Basis der Pflanze erreichen kann. Darüber hinaus weisen diese Sorten eine erhöhte Albedo auf, was zu einer stärkeren Reflexion der einfallenden Sonnenstrahlung führt. Insgesamt machen diese Eigenschaften hellgrüne Pflanzen zur perfekten Wahl AgroPhotoVoltaics Anwendungen mit doppelseitigen Solarmodulen.
Kongress-Spotlight: Sessen und das Zuchtpotenzial von Teff
SESSEN DANIEL IOHANNESS machte ihre Masterarbeit am Zentrum für Pflanzenforschung der Sant'Anna School of Advanced Studies in Pisa, wo sie an der Integration von Genomik, Klima sowie landwirtschaftlichen und landwirtschaftlichen Merkmalsdaten arbeitete, um das Züchtungspotenzial von Pflanzen aufzudecken Teff (eragrostis teph).
Teff ist ein Getreide, das ursprünglich vom Horn von Afrika stammt und häufig von Kleinbauern in unterschiedlichsten Umgebungen angebaut wird, von feuchten Tiefebenen bis hin zu subhumiden Hochlagen. Trotz seiner Bedeutung als Grundnahrungsmittel wurde sein Züchtungspotenzial bisher kaum erforscht und genutzt. Teff weist noch immer einige ungünstige Eigenschaften auf, die auf begrenzte Domestizierungsbemühungen zurückzuführen sind – wie Lagerneigung, Samenausfall und sehr kleine Samen –, welche den großflächigen Anbau erschweren und die Ernte einschränken. Vernachlässigte oder untergenutzte Arten wie Teff – auch bekannt als Waisenpflanzen da sie von der wissenschaftlichen Gemeinschaft im Allgemeinen „aufgegeben“ werden - Halten Sie ungenutzte Vielfalt für den Einsatz in Züchtungs- und Pflanzenverbesserungsprogrammen bereit.
Sessen und Kollegen (Figure 3) führte eine umfassende und partizipative Charakterisierung eines Diversitätspanels äthiopischer Teff (auf genetischer, phänotypischer und bioklimatischer Ebene) durch, berichtet in a Forschungsartikel veröffentlicht eLife.
Die Autoren fanden heraus, dass die genetische Vielfalt hauptsächlich durch Umweltgradienten bestimmt wurde, was auf das Vorhandensein einer lokalen Anpassung schließen lässt. Mithilfe genomweiter Assoziationsstudien (GWAS) identifizierten sie außerdem wichtige Loci, die die agronomische Leistung, die Anpassung an das Klima und die Vorlieben der Landwirte steuern, und ebneten so den Weg für neue Programme zur genetischen Verbesserung. Sessen erklärte, dass ihre interdisziplinärer und partizipativer Ansatz war der Schlüssel zum Erfolg: Das Forschungsteam bezog Klimaforscher, Genetiker, Pflanzenwissenschaftler und lokale Landwirte (15 Frauen, 20 Männer) in die Bewertung des äthiopischen Diversitätsgremiums ein.
Sessen strebt derzeit einen Ph.D. an. beim prestigeträchtigen Kaltes Frühlingshafen-Labor, wo sie an der Schnittstelle von Evolutionsgenetik und Entwicklungsbiologie arbeitet, um die Mechanismen zu verstehen, die das Fortpflanzungswachstum bei Mais steuern.
VORGESCHLAGENE LITERATUR
Verwaiste Nutzpflanzen und ihre wilden Verwandten im Genomzeitalter – ScienceDirect
Titelbild: Bari. Bild: canva.
