Löwenzahn im Gewächshaus

Löwenzahn

Forschung bessere Bewurzelung, Herbizidresistenz, Ertragssteigerung

Der Kautschuk-Löwenzahn oder Russische Löwenzahn Taraxacum koksaghyz ist eine Pflanze des gemäßigten Klimas. Sie stammt aus Kasachstan und dem westlichen China.

Die Pflanze ist recht anspruchslos. Sie wächst auf nährstoffarmen Flächen, die für andere landwirtschaftliche Nutzungen uninteressant sind.

Der Russische Löwenzahn produziert natürlicherweise Kautschuk, einen unverzichtbaren Bestandteil vieler Gebrauchsgegenstände. Kautschuk kann bei dieser Löwenzahnart bis zu 36 Prozent des Trockengewichtes ausmachen.

Seit den 1930er-Jahren wurde die Pflanze in den USA, Russland, Südchina, Schweden und während des zweiten Weltkrieges auch in Deutschland zur Gewinnung des Katschuks angebaut. Mit der Entwicklung des synthetischen Kautschuks wurde der Anbau in den 1950er Jahren wieder eingestellt.

Heute wird der weltweite Bedarf an Kautschuk zu über 90 Prozent aus dem Kautschukbaum (Hevea brasiliensis) gewonnen, der in Plantagen in Südostasien angebaut wird. In absehbarer Zeit könnte es zu Engpässen kommen, denn die Nachfrage steigt stetig, während Krankheitserreger und Wetterextreme den Kautschukbäumen zunehmend zu schaffen machen. Auch sind durch die Plantagen wertvolle Regenwald-Ökosysteme gefährdet. Auf der Suche nach Alternativen haben Forscher und Unternehmen T. koksaghyz als möglichen Katschuklieferanten wiederentdeckt.

Beispiele Forschung und Entwicklung (Gentechnik, neue Züchtungsverfahren)

Löwenzahn im Gewächshaus

Russischer Löwenzahn: Anzucht im Gewächshaus

Seit mehreren Jahren arbeitet ein Verbund aus deutschen Forschungseinrichtungen und Unternehmen daran, Russischen Löwenzahn als Rohstoffquelle für Kautschuk wirtschaftlich besser nutzen zu können. Mit Hilfe von DNA-Analysen und dem Einsatz molekularer Marker ist es gelungen, Russischen Löwenzahn auf klassischem Wege so weiter zu entwickeln, dass er doppelt so viel Kautschuk bildet und als nachwachsender Rohstoff v.a. für die Reifenindustrie eingesetzt werden kann.

Flüssiger Milchsaft für die industrielle Nutzung. Der latexhaltige Milchsaft wird zäh, verklumpt und färbt sich braun, sobald er mit Luft in Berührung kommt. Für eine industrielle Verarbeitung muss er jedoch flüssig sein. Die Wissenschaftler des Forschungsverbunds identifizierten das für dieses Verkleben verantwortliche Enzym (Polyphenoloxidase) und konnten es mit Hilfe gentechnischer Methoden (Gene Silencing) abschalten. Bei diesen Löwenzahnpflanzen blieb der Milchsaft flüssig. Um die für gentechnisch veränderte Pflanzen aufwändigen Zulassungsverfahren und besonderen gesetzlichen Auflagen zu vermeiden, wurde mit dem klassischen Verfahren der Mutagenese in Kombination mit molekularbiologischer Auswahl (Tilling) Löwenzahn mit flüssigem Milchsaft gezüchtet.

Reduzierter Gehalt an Triterpenen. Verschiedene Triterpene im Milchsaft des Russischen Löwenzahns beeinflussen die mechanischen Eigenschaften des gewonnenen Gummimaterials. Um den Milchsaft industriell besser verbeiten und nutzen zu können, ist ein möglichst geringer Gehalt an Triterpenen wünschenswert. - Wissenschaftler der Universität Münster haben mit RNA Interferenz (RNAi) ein bestimmtes Enzym gehemmt und damit den Gehalt an Triterpenen um mehr als die Hälfte reduziert.

Verbesserte Bewurzelung, höhere Erträge. Mit Hilfe der Genome Editing-Methode CRISPR/Cas haben Forscher an der Universität Münster ein Gen ausgeschaltet, was ein verbessertes Wurzelwachstum zur Folge hatte: Die editierten Pflanzen bildeten eher eine Pfahlwurzel aus im Gegensatz zu den üblicherweise verzweigten Wurzeln, was für Anbau und Ernte vorteilhaft ist. Außerdem waren eine größere Wurzelmasse sowie höhere Inulin- und Naturkautschukerträge festzustellen.

Resistenz gegenüber Herbiziden. Eine der größten Herausforderungen im wirtschafltichen Anbau des Russischen Löwenzahns ist eine effektive Unkrautbekämpfung. Im Gegensatz zu den heimischen Lösenzahnarten zeigt sich T. koksaghyz sehr konkurrenzschwach gegenüber anderen Unkräutern. Erfahrungen im Einsatz von Herbiziden im Feldanbau von Russischem Löwenzahn gibt es bisher wenige. Daher wird in der Praxis vor allem auf mechanische Unterkrautbekämpfung gesetzt. Einfacher wäre es, wenn der Löwenzahn resistent gegenüber wirksamen Herbiziden wäre. - Amerikanische Forscher haben T. koksaghyz mit Hilfe von CRISPR/Cas so verändert, dass die Pflanzen resistent gegenüber bestimmten Herbizidwirkstoffen sind.