Neues Forschungsprogramm zielt auf die Identifizierung von Genen ab, die die Widerstandsfähigkeit und den Nährwert von Nahrungsmittelpflanzen verbessern

08.06.2023 - USA

n Zusammenarbeit mit Forschern der Universitäten Purdue und Hamline wird Dr. Ivan Baxter, Mitglied des Donald Danforth Plant Science Center, ein vierjähriges, mit 2,5 Mio. Dollar dotiertes Projekt leiten, um das wissenschaftliche Verständnis der genetischen Prozesse zu erweitern, die es Pflanzen ermöglichen, Elemente aufzunehmen und zu nutzen. Diese Informationen könnten den Wissenschaftlern helfen zu verstehen, was Pflanzen zum Gedeihen brauchen, und so den Nährwert von Nahrungsmitteln verbessern, die Fähigkeit von Pflanzen stärken, auf marginalen Böden zu wachsen, oder die Menge an Düngemitteln reduzieren, die für erfolgreiche Ernteerträge erforderlich ist.

Die Fähigkeit der Pflanzen, Elemente zu erhalten und zu verwerten, ist eine wesentliche Funktion des Lebens. Sie beeinflusst, wie und wo sie wachsen können und wie nahrhaft sie für diejenigen sind, die sie verzehren. Derzeit ist nur wenig über die Gene bekannt, die diesen Prozess ermöglichen. Das Projekt von Baxter soll das ändern.

Die Forschung wird Datensätze verschiedener Populationen der Modellpflanze Arabidopsis und der Nutzpflanzen Mais, Sorghum, Sojabohne und Reis verwenden, um Regionen des Genoms zu identifizieren, die für die Anreicherung von Elementen verantwortlich sind. Durch die Suche nach Genen, die in allen Arten in diesen Regionen zu finden sind, hoffen die Forscher, neue Gene zu finden, die die Elementaufnahme auf unvoreingenommene Weise kontrollieren. Wenn dieser Ansatz erfolgreich ist, lässt er sich auf andere Merkmale und alle Arten, die sequenziert werden können, ausweiten.

"Wir kennen nur eine kleine Anzahl von Genen, die die Elementakkumulation steuern", sagte Baxter. "Wir brauchen unvoreingenommene Methoden, um die anderen Gene zu identifizieren, damit wir verstehen können, wie sich Pflanzen an die Umwelt anpassen, in der sie wachsen. Wenn wir wissen, welche Gene beteiligt sind, könnten wir den Nährstoffgehalt von Nahrungspflanzen verbessern und den Bedarf an Düngemitteln in der Landwirtschaft verringern.

All diese Forschungsarbeiten werden in einer Weise durchgeführt, die das Wachstum der wissenschaftlichen Gemeinschaft fördert. Die Bioinformatik- und Genetikforschung wird in den Unterricht für Studenten an der Hamline-Universität integriert. Das Team wird im Jackie Joyner-Kersee Food, Agriculture and Nutrition Innovation Center außerschulische Aktivitäten für Schüler der Mittelstufe durchführen. Baxter wird weiterhin The Taproot produzieren, einen Podcast, der versucht, Wissenschaft und Wissenschaftskultur für Auszubildende und ihre Forschungsgemeinschaft zu entmystifizieren.

Das Projekt wird durch einen Zuschuss der National Science Foundation finanziert.

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