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Forscher züchten ewig junge Tabakpflanzen

19.01.2016, von , in Karte anzeigen

Ewigjunge Tabakpflanzen. Lena Grundmann prüft, ob sich auch wirklich keine Blüten gebildet haben.

Ewig junge Tabakpflanzen. Lena Grundmann prüft, ob sich auch wirklich keine Blüten gebildet haben.

Pflanzen säen sich aus, wachsen, blühen, bilden Samen und sterben dann wieder. Bei vielen Pflanzen funktioniert so der der natürliche Kreislauf. An der Universität Münster ist es aber in Zusammenarbeit dem Fraunhofer-Institut gelungen, Pflanzen zu züchten, die nicht absterben. Dort wurden ewig jung bleibende Tabakpflanzen gezüchtet. Wie das geht, hat Durchblicker-Reporterin Stephanie Grimme sich angesehen. Sie war in den Laboren und Gewächshäusern an der Universität Münster.

Die Gewächshäuser an der Universität Münster ähneln landläufig bekannten Gewächshäusern von Gärtnereien nur von außen. Der erste große Unterschied drinnen: Hier wird auf Sterilität geachtet. Matschige Gummistiefel haben hier nichts zu suchen. Jacken und Mäntel müssen draußen bleiben und werden durch Kittel ersetzt. Der zweite Unterschied: Das Gewächshaus sieht von außen zwar aus, wie eine große gläserne Halle.

Der Sterilraum. In zig Einmach-Gläsern werden genveränderte Tabakpflanzen gezüchtet.

Der Sterilraum. In zig Einmach-Gläsern werden genveränderte Tabakpflanzen gezüchtet.

Von innen ist es aber in viele kleine, abgeschlossene Räume unterteilt. Es wird peinlich darauf geachtet, dass die Türen geschlossen sind. Der Grund: Es sollen keine Fliegen hinein und noch wichtiger nicht hinausgelangen. Denn hier herrscht Sicherheitsstufe 1, weil hier Genforschung betrieben wird. Und die genveränderten Pflanzen dürfen nicht in die Natur gelangen.

 

 

Pflanzen sollen nicht blühen

Die Molekularbiologen Lena Grundmann geht fast täglich die einzelnen Räume in dem Gewächshaus ab. Sie zieht schaut in die Mitte der Blätter, dort, wo die neuen entstehen und prüft, ob sich Blüten entwickelt haben. Das dürfen die Pflanzen aber nur in einem abgetrennten Raum. Dort, wo Referenzversuche gemacht werden. Die eigentlichen Versuchspflanzen sollen keine Blüten entwickeln.

Genveränderte Tabakpflänzchen. Sie werden nicht aus Samen, sondern aus Blättern gezüchtet.

Genveränderte Tabakpflänzchen. Sie werden nicht aus Samen, sondern aus Blättern gezüchtet.

Es geht darum möglichst viel Ertrag aus der Pflanze herauszuholen, also im Fall der Tabakpflanze Blätter. Biomasse nennen die Forscher das. Das Problem bei herkömmlichen Tabakpflanzen ist der natürliche Kreislauf: Nach der Blüte bilden die Pflanzen Samen. Danach sterben die Pflanzen ab. In Münster ist es aber gelungen diesen Kreislauf auszuschalten. Hier bleiben die Tabakpflanzen ewig jung und sind unsterblich. Ein wissenschaftlicher Erfolg.

Per Zufall zum Know-How

Aber wie haben die Forscher das geschafft? „Es war ein bisschen Zufall“, gibt Lena Grundmann zu. Sie gehört zum Team des Fraunhofer Instituts für Molekularbiologie und Angewandte Ökologie IME, das zusammen mit Wissenschaftlern der Universität Münster den Gen-Code geknackt hat und nun durch weitere Züchtungen weiter optimiert. Dafür schneidet Lena Grundmann nun Blätter aus den genveränderten Tabakpflanzen heraus. Das ist keine Pflanzenpflege. Sie benutzt die Blätter, um sie im Labor zu analysieren. „Wir haben diese Pflanze ja gentechnisch verändert und müssen jetzt gucken: Ist dieses Gen auch tatsächlich in die Pflanze übertragen worden? Und produziert diese Pflanze nun auch dieses Gen?“ Lena Grundmann nimmt die Blätter nun mit in das Nachbargebäude. Hier ist der Labortrakt.

Wie in einer Hexenküche

Mit viel Dampf und zischenden Geräuschen füllt Lena Grundmann nun flüssigen Stickstoff in einen Eimer. Dann nimmt sie einen Mörser, zerreißt die Tabakblätter und zerkleinert sie mit dem Mörser. Dazu gießt sie den flüssigen Stickstoff. Die grüne Blättersoße brodelt und dampft, als ob sie kochen würde. Dabei ist die Soße eiskalt. Minus 196 Grad! Lena Grundmann rührt und presst den Mörser in die Flüssigkeit hinein. Nach knapp einer Minute ist die grüne Soße zu Pulver geworden, zu gefrorenem Pulver. „So können wir das Material besser aufschließen“, sagt die Molekularbiologin „und mithilfe von verschiedenen Lösungen und Substanzen nun die DNA analysieren.“

 

Video:  Tabakpflanze wird zu Trockeneispulver verarbeitet

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Bakterien als Schleuser

Die gewachsenen Pflanzen auf ihre DNA hin zu untersuchen ist eine Aufgabe der Wissenschaftlerin. Noch wichtiger ist es aber neue Pflanzen zu züchten und genetisch zu verändern.

Gefrorenes Tabakpulver bildet die Grundlage für die DNA-Analyse.

Gefrorenes Tabakpulver bildet die Grundlage für die DNA-Analyse.

Lena Grundmann nimmt dafür ein fingernagelgroßes, vorgezüchtetes Pflänzchen, legt es in eine Petrischale, zerschneidet die klitzekleinen Blätter und träufelt mit einer Pipette Bakterien darauf. Die Bakterien dienen sozusagen als Shuttle-Service. Sie schleusen die gewünschten Gene in die Pflanze hinein.

 

 

Es geht um die Kartoffel

Ziel der Forschung hier an der Universität Münster ist es allerdings nicht die Tabakproduktion zu unterstützen. „Die Tabakpflanze nutzen wir als Modellorganismus“, erklärt Lena Grundmann. Sie sind unter anderem verwandt mit Kartoffelpflanzen. Und um die geht es. „Die Effekte, die an den Tabakpflanzen erforscht werden, sollen auf die Kartoffeln übertragen werden.“ Welche Gene sind für die Blütenbildung zuständig? Welche für die Knollen, also die Kartoffeln? Wenn es gelingt die Blütenbildung zu reduzieren, würden Kartoffelpflanzen mehr Knollen bilden, so die Überlegung. Dann könnte eine Kartoffelpflanze erheblich mehr Kartoffeln liefern, als es bisher der Fall ist, so die Zukunftsvision der Münsteraner Forscher.

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