Bioökonomie International 2020: Advantage - Neue und wertgebende Allele in der Kartoffel durch EcoTILLING und modernes Genome Editing

Abstract

Pflanzen stellen die größte natürliche Ressource für eine nachhaltige menschliche Entwicklung dar und bilden daher eine wesentliche Säule der Wertschöpfung in der Bioökonomie. Das übergeordnete Ziel des deutsch-chilenischen bilateralen Forschungs- und Entwicklungsprojekts "Advantage" ist die Verbesserung mehrere Eigenschaften der Kartoffel, die derzeit für Lebensmittel und/oder industrielle Anwendungen ungünstig sind. Ein Fokus bildet dabei das hochwertige Kartoffelprotein, das als Nebenprodukt der Stärkeherstellung anfällt, jedoch aufgrund von Verunreinigungen mit gesundheitsschädlichen Glykoalkaloiden wie Solanin nicht nutzbar ist. Ferner soll eine neue Stärke mit hohem Phosphatgehalt entwickelt werden, die das Anwendungsspektrum von Kartoffelstärke erheblich erweitern wird. Mit "Advantage" werden weiterhin Ansätze verfolgt, die (1) das Verbräunen der Knolle nach mechanischen Verletzungen verhindern, (2) die Kartoffelpflanzen hitzeresistenter machen und (3) die Introgression gewünschter Allele aus diploiden Zuchtformen in den kultivierten tetraploiden Genpool erstmals deutlich erleichtern. Um diese neuen Eigenschaften zu etablieren, werden inaktive Allele durch EcoTILLING in Wildkartoffeln identifiziert und/oder mittels Genom-Editierung in Elite-Kartoffeln induziert. Dies wird durch ein synergistisches FuE-Programm in Chile und Deutschland erreicht, wobei sich die chilenischen Partner vor allem auf Genotyp-Phänotyp-Korrelationsstudien und die Identifizierung von zugrunde liegenden Allelen konzentrieren, während die deutschen Partner an der gezielten Editierung der Hochleistungslinien arbeiten. Als Ergebnis dieser intensiven internationalen Zusammenarbeit wird "Advantage" neue Allele für die Züchtung von Kartoffelsorten mit verbesserten Merkmalen hervorbringen. Da die Kartoffel zu einer der wichtigsten Kulturpflanzen in beiden Ländern zählt, wird von einem mittelfristigen Return on Investment ausgegangen.