Versuchsanlage mit Leitdotter.
Foto: Dominik Grosskinsky, AIT
Der Kontext
Der Klimawandel stellt für die europäische Landwirtschaft eine fundamentale Herausforderung dar. Wie sie gegenüber zunehmenden klimatischen Schwankungen und extremen Wetterbedingungen resilient wird, ist eine entscheidende Zukunftsfrage. Die derzeit vorwiegend angebauten Nutzpflanzenarten und –sorten aus einzig auf den Ertrag abzielenden Züchtungen sind häufig anfällig gegenüber Wetterextremen, was in erheblichen Ertragsverlusten resultiert. Demgegenüber zeichnet sich Leindotter (Camelina sativa) durch eine natürlich hohe Stresstoleranz aus. Camelina ist eine traditionelle heimische Ölpflanze mit einem hohen Anteil an ungesättigten Fettsäuren, die keine intensive Züchtung durchlaufen hat. Das Konsortium UNTWIST, koordiniert vom Center für Health and Bioresources am AIT Austrian Institute of Technology, untersucht, welche Anpassungsmechanismen für diese Stressresistenz des Leindotters verantwortlich sind. Unter Berücksichtigung seines bisher ungenutzten Züchtungspotenzials sollen daraus neue agronomische Lösungen abgeleitet und die Anpassungsfähigkeit und Ertragsstabilität von Nutzpflanzen unter variablen Umweltbedingungen gesteigert werden.
Das Projekt
UNTWIST wird einen Beitrag zur Bewältigung der durch den Klimawandel bedingten Herausforderungen in der europäischen Landwirtschaft leisten, indem unter anderem entsprechend angepasste Leindottersorten bereitgestellt und agronomische Managementstrategien entwickelt werden, die von Landwirten in klimaresistente Anbausysteme umgesetzt werden können.
Dazu wird zunächst eine Kollektion von mehr als 50 genetisch unterschiedlichen Leindottersorten, die sowohl Wildsorten, Landrassen als auch kommerzielle Kulturvarietäten umfasst, in verschiedenen Freilandexperimenten und kontrollierten Bedingungen unter simuliertem Hitze- und Trockenstress kultiviert und analysiert. Neben genomischen/genetischen Informationen der verschiedenen Linien werden physiologische und phänotypische Unterschiede, und agronomisch relevante Parameter wie Biomasse, Blühzeitpunkt, Ausbeute und Qualität der Ernte erfasst und korreliert. Auf Grundlage dieser Daten werden vier Linien für weiterführende detaillierte und umfassende Untersuchungen ausgewählt, die in Freilandversuchen und unter kontrollierten Stressbedingungen weiterführend analysiert werden. Die daraus resultierenden komplexen Datensätze fließen in metabolische Netzwerkanalysen im Genommaßstab ein, um erfolgreiche Strategien zur Bewältigung von wechselhaften und ungünstigen Bedingungen aufzudecken. Zudem wird ein validiertes Modell zur Vorhersage der Ernteleistung in variablen Umgebungen entwickelt. Darüber hinaus wird UNTWIST Marker für eine effektive Übersetzung in andere Kulturpflanzen bereitstellen. Die erhobenen Daten werden zudem als Basis für die Entwicklung einer Datenbank („Plant Adaptation Hub“) dienen, um sie für weiterführende Verwendungen nutzbar zu machen.
Das Konsortium
UNTWIST vereint acht Partner aus sechs Ländern mit komplementärer Expertise in den Bereichen pflanzlicher Stressmechanismen, (epi)genetischer Regulation, Pflanzenphysiologie, Metabolismus, Modellierung und Management von Kulturpflanzen. Die Beteiligung von drei KMUs gewährleistet einen reibungslosen Wissenstransfer zur optimalen Verwertung der Projektergebnisse für die Verbesserung von Kulturpflanzen und die Entwicklung neuen Managementstrategien.
Die Projektteilnehmer
- AIT Austrian Institute of Technology, Österreich
- Institut National de Recherche pour l´Agriculture, l´Alimentation et l´Environnement (INRAe), Frankreich
- Rothamsted Research Limited (RRes), England
- Forschungszentrum Jülich GmbH (FZJ), Deutschland
- Universität Bologna (UNIBO), Italien
- Camelina Company Espana S.L. (CCE), Spanien
- Iniciativas Innovadoras SAL (INI), Spanien
- RTDS – Verein zur Förderung der Kommunikation und Vermittlung von Forschung, Technologie und Innovation, Österreich
Die Rolle des österreichischen Partners
Das Projekt wird am AIT Center für Health and Bioresources von Claudia Jonak, Principal Scientist des Bioresource Units, koordiniert, unterstützt durch ein erfahrenes Team. Dieses bringt dazu seine Expertise in der pflanzlichen Stressphysiologie, Molekularbiologie und Biochemie ein. Neben der Durchführung von Trockenstress-Experimenten werden die phänotypische Ausprägung, Genexpression und das antioxidative System im Kontext von Stressreaktionen und Resilienz untersucht.
Projektkoordinatorin Claudia Jonak
Der europäische Mehrwert
Projektkoordinatorin Claudia Jonak: „Das EU-Projekt UNTWIST ermöglicht uns die Realisierung eines großen Forschungsvorhabens in einem internationalen Konsortium und damit die Etablierung von starken und stabilen Netzwerkstrukturen. Komplexe, dringliche Herausforderungen, wie die einer resilienten Landwirtschaft im Zeichen des Klimawandels, können am besten durch die Zusammenarbeit von Experten aus unterschiedlichen Fachgebieten adressiert werden.“
Horizon 2020: 75 Milliarden Euro für Forschung und Innovation
Das EU-Forschungsrahmenprogramm Horizon 2020 ist das weltweit größte transnationale Programm für Forschung und Innovation. Rund 75 Milliarden Euro stehen im Zeitraum 2014 bis 2020 zur Verfügung. Die Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft FFG stellt als Nationale Kontaktstelle (National Contact Point, NCP) ein umfassendes Beratungs- und Informationsangebot zur Verfügung. Diese Maßnahmen werden von mehreren Ministerien und der Wirtschaftskammer Österreich unterstützt.