Deutsches Pflanzen Phänotypisierungs-Netzwerk gestartet

23.01.2013 | von Redaktion Pflanzenforschung.de

Das Wachstum von Wurzeln wird in sogenannten Rhizotronen sichtbar gemacht, mit denen große Pflanzenzahlen automatisch vermessen werden können. (Quelle: © Forschungszentrum Jülich)
Das Wachstum von Wurzeln wird in sogenannten Rhizotronen sichtbar gemacht, mit denen große Pflanzenzahlen automatisch vermessen werden können. (Quelle: © Forschungszentrum Jülich)

Mit der offiziellen Gründung des Deutschen Pflanzen Phänotypisierungs-Netzwerks wird nun die Infrastruktur zur Analyse der sichtbaren Merkmale von Pflanzen, dem Phänotyp, in Deutschland weiter ausgebaut.

Thomas Rachel (MdB), Parlamentarischer Staatssekretär im Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gab heute in Jülich den offiziellen Startschuss für das Deutsche Pflanzen Phänotypisierungsnetzwerk (DPPN). Das Infrastrukturprojekt wird vom BMBF in den kommenden fünf Jahren mit 34,6 Millionen Euro gefördert.

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Bis zu 1600 Maispflanzen können in dieser automatisierten Anlage zur Erfassung von Pflanzenhöhe, Blattfläche und weiteren Parametern gleichzeitig analysiert werden.

Bis zu 1600 Maispflanzen können in dieser automatisierten Anlage zur Erfassung von Pflanzenhöhe, Blattfläche und weiteren Parametern gleichzeitig analysiert werden.

Quelle: © Thomas Altmann / www.ipk-gatersleben.de

Koordiniert wird das DPPN vom Forschungszentrum Jülich (FZJ), in Kooperation mit dem Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) in Gatersleben und dem Helmholtz-Zentrum München (HMGU).

Schlüsseltechnologie Phänotypisierung

Der Phänotyp ist die Gesamtheit aller sichtbaren Merkmale eines Organismus. Unter Phänotypisierung versteht man daher die quantitative Analyse pflanzlicher Strukturen und Funktionen. So erfassen die Forscher beispielsweise die Ausmaße der Wurzeln oder die Anzahl der Blätter.

Die Pflanzen werden dabei mit nicht-invasiven Methoden untersucht und somit nicht beschädigt. Dies führt zu valideren experimentellen Daten. Ein Beispiel ist die Magnetresonanzspektroskopie, mit der auch unterirdisch liegende Pflanzenteile sichtbar gemacht werden können.

Ziel des Netzwerks ist es, neue Technologien zur Messung der Merkmale zu entwickeln und einheitliche Standards bei der Phänotypisierung einzurichten. Durch neue Technologien wird es möglich sein, Pflanzen auch in großer Zahl schnell und automatisiert zu phänotypisieren.

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"Bei der Phänotypisierung geht es vor allem darum, das Wissen über molekularbiologische Prozesse in die Praxis umzusetzen. In der Praxis entsteht die Pflanze ja durch die Interaktion des Genoms, also dem Werkzeugkasten der Pflanze, und der konkreten Umwelt. Der Phänotyp ist also letztendlich was aus der gekoppelten Information von Genotyp und Umwelt entsteht", erläutert Prof. Dr. Ulrich Schurr, Koordinator des DPPN vom FZJ.

Wechselspiel zwischen Erbgut und Umwelt beleuchten

Das Erscheinungsbild von Pflanzen ist das Ergebnis von der genetischer Ausstattung und den einwirkenden Umwelteinflüssen, wie z.B. Temperatur, Niederschlagsmenge oder Bodenzusammensetzung. Die komplexe Interaktion der Einflussfaktoren kann durch die Betrachtung des Phänotyps bzw. die quantitative Erfassung der Merkmale der Pflanzen genauer untersucht werden.

Praktischer Nutzen durch Vermessung von Pflanzen

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Start des Deutschen Pflanzen Phänotypisierungs-Netzwerks (DPPN), im Bild (v.l.): Prof. Achim Bachem, Vorstandsvorsitzender des FZJ, Dr. Martin Frauen, Züchterverband WPI, Prof. Jörg Durner, HMGU, Thomas Rachel MdB, Parlamentarischer Staatssekretär im BMBF, Prof. Thomas Altmann, IPK Gatersleben, Prof. Ulrich Schurr, Institutsleiter am Institut für Bio- und Geowissenschaften, Bereich Pflanzenwissenschaften (IBG-2), des FZJ.

Start des Deutschen Pflanzen Phänotypisierungs-Netzwerks (DPPN), im Bild (v.l.): Prof. Achim Bachem, Vorstandsvorsitzender des FZJ, Dr. Martin Frauen, Züchterverband WPI, Prof. Jörg Durner, HMGU, Thomas Rachel MdB, Parlamentarischer Staatssekretär im BMBF, Prof. Thomas Altmann, IPK Gatersleben, Prof. Ulrich Schurr, Institutsleiter am Institut für Bio- und Geowissenschaften, Bereich Pflanzenwissenschaften (IBG-2), des FZJ.

Quelle: © Forschungszentrum Jülich

Dieses Wissen kann dann der angewandten Pflanzenforschung und Züchtung, aber auch der funktionellen Genomforschung oder der Ökologie zu Gute kommen. Somit ist die Phänotypisierung ein Zukunftsgebiet in vielen Bereichen der Forschung. Aber auch Praktiker können Nutzen aus dieser Technologieentwicklung und den so gewonnen Daten ziehen. Neben dem Erkenntnisgewinn besteht das Ziel in der Verbesserung unserer Nutzpflanzen und Produktionstechnologien. So sind auch präzise arbeitende Feldroboter denkbar, welche Analyse- und Erkennungsmethoden nutzen, die im Rahmen des DPPN entwickelt werden. Grundlagen- und anwendungsproblemorientierte Forschung verschmelzen immer stärker.

"Der Pflanzenforschung kommt aus Sicht der Bundesregierung in den kommenden Jahren eine große Bedeutung zu: Um die Ernährung einer rasant zunehmenden Weltbevölkerung zu sichern, sind Fortschritte etwa bei der Widerstandsfähigkeit oder den Erträgen von Nutzpflanzen in bestimmten Anbausituationen unerlässlich“,  betonte Staatssekretär Rachel bei seinem Besuch in Jülich. „Die Bundesregierung erwartet vom DPPN wichtige Impulse.“

Das Netzwerk ist bereits jetzt auf europäischer Ebene sowie international gut vernetzt, darunter mit dem European Plant Phenotyping Network (EPPN), das seine Arbeit Anfang 2012 aufgenommen hat.

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