Eine weitere Möglichkeit der modernen biotechnologischen und
gentechnischen Verfahren könnte mittelfristig für eine weniger umweltbelastende
landwirtschaftliche Produktion realisiert werden. Erfolgreiche gentechnische
Innovationen in der Pflanzenzüchtung könnten zu einer deutlichen
Verringerung des Einsatzes von Chemikalien führen, die heute zur Ertragssteigerung
eingesetzt werden. Der massenhafte Einsatz von Chemikalien (Pestizide, Herbizide
und Fungizide) hat bekanntlich schwerwiegende Folgelasten für Boden und
Wasser. Die gentechnisch mögliche Modifikation von Kulturpflanzen (Gerste,
Weizen, Mais, Raps) ist aber erst dann eine umweltschonende Strategie der
Ertragssteigerung, wenn entsprechende Züchtungsziele verfolgt und die entsprechenden
agrarpolitischen Rahmenbedingungen gesetzt werden. Zu Recht werden die
gentechnischen Züchtungen kontrovers diskutiert, die darauf abzielen, die
Kulturpflanzen gegen die genannten Agrochemikalien resistent zu machen. Der Hamburger
Forschungsschwerpunkt für Angewandte Molekularbiologie der Pflanzen geht hier
alternative Wege, die eine nachhaltig positive Wirkung auf die Agrarwirtschaft
haben könnten, denn die Ziele dieser Forschungen sind, die Kulturpflanzen
gegen Virus-, Pilz- oder Bakterienkrankheiten resistent zu züchten, ihre
Unempfindlichkeit gegen Kühle und Trockenheit, vor allem aber auch die
Nährstoffaufnahme der Pflanzen zu steigern. Wenn diese Optimierungsstrategien
Erfolg haben, dann wäre eine deutliche Reduktion der Umweltbelastungen bei
gleichzeitiger Steigerung der Qualität und der Ertragssicherheit der Produkte
möglich.
Die Einrichtung des Forschungsschwerpunktes „Zentrum für Angewandte Molekularbiologie der Pflanzen (AMP)“ am Institut für Allgemeine Botanik der Universität Hamburg wurde 1986 beschlossen. Die Freie und Hansestadt Hamburg richtete hierfür drei Professuren mit den Fachgebieten Zellbiologie/Zellkultur, Molekulare Genetik/Gentechnologie und Molekulare Phytopathologie ein. Das Bundesministerium für Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie fördert den Schwerpunkt, indem es Mittel zur Einrichtung von drei Nachwuchsgruppen bereitstellt. Außerdem werden Projekte, die an bestehende Arbeitsgruppen des Institutes angegliedert sind, unterstützt.
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DNA Fingerabdruck |
Ziel des Hamburger Schwerpunktes ist die Umsetzung von Erkenntnissen der Grundlagenforschung in die Pflanzenzüchtung unter Nutzung biotechnischer und molekulargenetischer Methoden. Dazu werden anwendungsorientierte, pflanzenzüchterisch wichtige Fragestellungen bearbeitet:
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Identifizierung von Genen |
Gruppenübergreifende Themen und grundlegende Forschungsziele lassen sich im folgenden kurz zusammenfassen:
Eine wesentliche Voraussetzung für die gentechnische Veränderung der Kulturpflanzen stellt die Entwicklung von Methoden dar, die den direkten Gentransfer mit anschließender Integration des Fremdgens in die Kulturpflanze sicherstellen. Diese Fragestellung wird im Arbeitsbereich AMP II intensiv für Getreide und im Arbeitsbereich Genetik u.a. für Pflanzen wie z.B. Raps bearbeitet. Eine Erweiterung der bisherigen Transformationsexperimente soll längerfristig mit der gezielten Genübertragung in die „Kraftwerke“ der Zellen, in die Mitochondrien erfolgen.
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Steuerung der Pigmentsynthese |
Ein weiterer Themenschwerpunkt betrifft Kühle und Kälte als abiotische Stressfaktoren. Dazu werden insbesondere Veränderungen im Lipidstoffwechsel und die Zusammensetzung der Plasmamembran und kältespezifische Proteine untersucht.
Komplexe Fragestellungen, deren Umsetzung in die Praxis eher langfristig zu erwarten sind, werden unter der Thematik Optimierung der Stoffaneignungsvermögen bearbeitet. Es wird erwartet, daß diese Forschungen einen biochemisch, molekularen Zugang zur Entwicklung von low-input-Sorten, bzw. Möglichkeiten zur Veränderung der Photosyntheseleistung ergeben.
Bei den künftigen Themen werden nach der Besetzung der Professur AMP III Probleme der Pflanzenpathologie und der Resistenz gegen Krankheiten eine zentrale Rolle einnehmen. Bisher wurden Untersuchungen mit dem Ziel der kausalen Analyse und Entwicklung von Resistenzkonzepten bei Viren und Viroiden bearbeitet. Zukünftig sollen die molekulargenetischen Grundlagen der Interaktion zwischen Wirt und Pathogen und ihre Bedeutung für die Pathogenese bei Kulturpflanzen Forschungsschwerpunkte bilden. Die Pflanzenarten, die in diesem AMP-Schwerpunkt bearbeitet werden, sind Getreide (Gerste, Weizen, Mais), Raps und Kartoffel.
Neu und bisher einmalig bei einem Zentrum der Pflanzen-Biotechnologie ist in Hamburg die Ergänzung des Schwerpunktes durch eine Professur zur Technikfolgenabschätzung und -bewertung. Diese Arbeitsgruppe wurde Anfang 1993 am Institut für Allgemeine Botanik eingerichtet (s. hierzu: II.1.10 Biotechnologie, Gesellschaft und Umwelt).
Die laufenden Arbeiten, die Auswahl thematischer Schwerpunkte und langfristige Entwicklungen des AMP-Schwerpunktes werden von einem Wissenschaftlichen Beirat begleitet und beraten, dem sechs Mitglieder aus den Bereichen Pflanzenzüchtung, Phytopathologie, Pflanzengenetik, Biochemie, Physiologie und Molekuarbiologie angehören.
Zur Intensivierung der Kontakte mit Pflanzenzüchtern und zur aktuellen Wissensvermittlung finden regelmäßig Seminarvorträge und Workshops statt.
Die in der „Gemeinschaft zur Förderung der privaten deutschen Pflanzenzüchtung e.V.“ vereinigten Pflanzenzüchter verfolgten die Arbeiten der ersten Förderphase des Hamburger Forschungsschwerpunktes mit großem Interesse. Hierdurch entstanden bereits viele bilaterale Kontakte, die dazu geführt haben, daß weitere Forschungsmittel in diesen Forschungsschwerpunkt gelangten. Die nunmehr begonnenen Arbeiten der zweiten Periode stellen nach Aussage der Pflanzenzüchter eine konsequente Fortsetzung der ersten Förderphase dar und finden daher deren Zustimmung. Die anwendungsorientierten Forschungsansätze und deren Ergebnisse werden den Pflanzenzüchtern und in Folgeschritten der Land- und Volkswirtschaft zugute kommen.
