Den Weinbau an die Folgen des Klimawandels anpassen

Für die Züchtung resistenter Reben nutzt Peter Nick die genetische Ressource der robusteren Wildreben, und er forscht daran, wie sich die Immunität der Pflanzen durch das Mikrobiom im Wurzelraum stärken lässt.

„Wildpflanzen sind deutlich robuster als Kulturpflanzen, denn die Züchtung auf viel Zucker und große Früchte ging auf Kosten der natürlichen Resilienz“, sagt Peter Nick. Er überträgt Resistenzen wilder Weinreben durch Kreuzungen auf Kulturreben, um die wirtschaftlich bedeutende Kulturpflanze an die Folgen des Klimawandels anzupassen. Durch molekularbiologisches Wissen gelingt es, schneller und effizienter solche Weinreben zu züchten, die sich zum Beispiel erfolgreich gegen holzzerstörende Pilze als Verursacher der Esca-Krankheit wehren können. „Für das Züchten nutzen wir die natürliche Sexualität der Pflanzen“, betont der Wissenschaftler. Auf den Freiflächen des Botanischen Instituts des KIT, die er gemeinsam mit seinem Kollegen Professor Holger Puchta leitet, hat er eine weltweit einzigartige Sammlung der Europäischen Wildrebe – der Stammform der Kulturrebe – aufgebaut. Für die Sammlung wurde eine Genomdatenbank erstellt, sodass sich für jedes gewünschte Merkmal interessante Genvarianten und die zugehörige Wildrebe als Züchtungspartner finden lassen. Die molekularbiologische Forschung nutzt moderne Sequenzierungsverfahren mit Hochdurchsatztechniken, die schnell große Datenmengen zur Identifizierung der Gene erzeugen.

Mit seinem Team untersucht Nick unter anderem, wie sich das – der menschlichen Darmflora vergleichbare – Pflanzenmikrobiom im Wurzelraum von kranken und gesunden Reben unterscheidet, und wie es sich durch das Beimischen günstiger Mikroben so beeinflussen lässt, dass das Immunsystem der Pflanze gestärkt wird. „Wenn die chemische Kommunikation zwischen Pflanze und Mikrobiom aus dem Gleichgewicht gerät, kann ein eigentlich harmloser Pilz im Holz zum Killer werden“, erläutert der Botaniker. Die chemische Kommunikation zwischen Krankheitserreger und Pflanze untersuchen die Forschenden um Nick in Zellkulturen in einem am KIT für diese Anwendung entwickelten Mikrofluidik-Chip, womit sich die ausgetauschten molekulare Signale untersuchen lassen, ohne dass die Zellen in physischem Kontakt sind.

Ein weiterer Schwerpunkt der Forschung liegt auf der Untersuchung von Stoffen, die die Pflanze zu ihrer eigenen Abwehr einsetzt. Die Aufklärung solcher Wirkstoffe liefert oft eine wissenschaftliche Erklärung für die Effekte traditionell genutzter Heilpflanzen. Zahlreiche über DNA-Barcoding authentifizierte Belegpflanzen auf den Freiflächen des Botanischen Instituts des KIT ermöglichen es, im Sinne des Verbraucher- und Gesundheitsschutzes, Zutaten von Nahrungs- und Medizinprodukten zuverlässig zu bestimmen und Verfälschungen oder Surrogate zu entdecken. In Kooperation mit dem Chemischen und Veterinäruntersuchungsamt des Landes Baden-Württemberg konnte die Molekulare Zellbiologie am KIT auch Vergiftungsfälle von Haustieren aufklären, die giftige Pflanzen gefressen hatten. (afr)

Der Presseservice des KIT stellt gerne den Kontakt zwischen den Medien und Prof. Nick her.

Fotonachweis:

Collage Wildreben: Peter Nick, KIT
Porträt Prof. Peter Nick, Joseph Gottlieb Kölreuter Institut für Pflanzenwissenschaften: Maren Riemann