Blüten- und Knolleninduktion werden in Kartoffelpflanzen (Solanum tuberosum) von nahezu identischen Signalwegen gesteuert. Da die Kartoffelpflanze als Ertragspflanze und der Knollenertrag weltweit immer mehr an Bedeutung gewinnt, ist die Identifikation ertrags- und qualitätssteigernder Faktoren von größtem Interesse. Im Rahmen des vorliegenden Antrags planen wir die Identifizierung und Charakterisierung der an der Blühinduktion und Knolleninduktion beteiligten Signaltransduktionswege auf molekularer Ebene. Blühinduktion und Knollenbildung stellen multifaktoriell gesteuerte Entwicklungsprozesse dar, die sowohl durch endogene, als auch durch exogene Parameter beeinflusst werden. Uns interessieren dabei u.a. Integrationsstellen, an denen diese Signalwege mit dem Metabolismus der Pflanze koordiniert werden. Das POTATO COUCH POTATO 1 (StPCP1) Protein ist ein Transkriptionsfaktor der IDD Familie. StPCP1 RNAi Pflanzen zeigen Veränderungen im Blühzeitpunkt und des Knollenertrags. Erste Ergebnisse aus quantitativen real-time PCR Experimenten deuten darauf hin, dass StPCP1 in die Regulation der Expression von Zuckertransportern involviert ist, was erklärt wie StPCP1 maßgeblich den Kohlenhydrathaushalt der Pflanze beeinflussen kann. Einige phloem-mobile Faktoren könnten die Funktion eines Botenstoffes erfüllen, der den Zuckerstatus der Sourceblätter an die Sinkorgane wie z.B. das Apikalmeristem und die Stolonspitzen weiterleitet. Wir planen, diese putativen phloem-mobilen Substanzen in Kartoffel zu untersuchen. Diese sind im Speziellen: Trehalose 6-Phosphat, miR156 und miR172 sowie deren Zielgene und -transkripte. Vorarbeiten weisen darauf hin, dass ähnlich wie es für Arabidopsis gezeigt werden konnte, der Zuckerstatus in den Blättern mit einer veränderten Expression bzw. Bildung dieser mutmaßlichen Signalmoleküle einhergeht. Wir werden weiterhin die regulatorischen Eigenschaften von StPCP1 und die Expression seiner Zielgene untersuchen. Das betrifft im Besonderen die direkte Regulation von Zuckertransportergenen (z.B. StSUT4) und die Identifizierung unbekannter Zielgene durch die Bindung der bekannten ID1 Bindedomäne. Gleichzeitig wollen wir bisher offene Fragen hinsichtlich der Interaktion bekannter Signalwege, die den Blühzeitpunkt und die Knollenbildung in Kartoffelpflanzen beeinflussen, beantworten, da im Speziellen der photoperiodische, der T6P- und der GA-Signalweg von StPCP1 gleichermaßen betroffen zu sein scheinen.
Ziel des Vorhabens 'Nachhaltige Erzeugung und Verwertung von Rohrkolben auf Niedermoorstandorten in Niedersachsen (RoNNi)' ist die Transformation der Bewirtschaftung von entwässerten, landwirtschaftlich genutzten Niedermoorböden hin zu einer klimaschonenden, moorbodenkonservierenden Nassbewirtschaftung durch den Anbau von Rohrkolben. Hierzu soll in zwei Modellregionen mit unterschiedlicher landwirtschaftlicher Struktur (Emsland/ Cuxhaven) die großflächige, qualitätsoptimierte Erzeugung von Rohrkolben (T. angustifolia/T. latifolia) und die Verwertung der Biomasse als Baustoff und als Gartenbausubstrat (Torfersatz) entwickelt, demonstriert und für die Vermarktung vorbereitet werden. Zur Ermittlung von praxisrelevanten Verfahrensdaten erfolgt die Anlage von zwei Poldern (je größer als 5 ha). Durch die Wiedervernässung werden die Treibhausgas-Emissionen aus der Landwirtschaft deutlich reduziert. Im Zuge des Anbaus werden Daten zur Treibhausgasminderung, Biodiversität, Wasserreinigungsfähigkeit und zu Erntemengen durch ein wissenschaftliches Monitoring erhoben. Die Einrichtung von zwei regionalen Akteursnetzwerken zur Erarbeitung gemeinsamer Lösungen für die Nassbewirtschaftung der Niedermoorregionen und Förderung der Akzeptanz des Typha-Anbaus erfolgt unter Beteiligung aller relevanten Stakeholder und der Bevölkerung. Die ökologischen, hydrologischen wie auch die ökonomischen und sozioökonomischen Effekte werden erstmals für die Regionen wissenschaftlich im Rahmen eines Regionalkonzeptes ermittelt und bewertet. Für die Bauprodukte werden baurechtliche Grundlagen und Ökobilanzierungen bereitgestellt. An drei Demonstrationsobjekten werden Typha-Produkte verwendet und untersucht. Die Etablierung von Verwertungslinien im Verbund mit Unternehmen und Forschungspartnern umfasst auch die Aufbereitung von Torfersatzstoffen im Praxismaßstab. Wissenstransfer und Öffentlichkeitsarbeit begleiten den Prozess. Das neunjährige Vorhaben (3 Projektphasen) beginnt 2023.