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Landwirtschaftliche Betriebe, Landwirtschaftlich genutzte Fläche: Deutschland, Jahre, Bodennutzungsarten

Entwicklung von ressourceneffizienten und umweltentlastenden Düngestrategien mithilfe innovativer Saatgutbehandlungen

Zielsetzung: Die Pflanzennährstoffe Stickstoff und Phosphat sind fundamental wichtig für ein gesundes Wachstum und hohe Erträge. Doch ein Überschuss an Nährstoffen kann durch Auswaschung ins Grundwasser und durch Oberflächenabfluss in Flüsse und Meere gelangen. Durch die Intensivierung der Landwirtschaft geraten zudem auch landwirtschaftlich genutzte Ökosysteme aus der Balance. Anfällige Pflanzenbestände mit geringer Resilienz sind die Folge. Ein steigender Pflanzenschutzmitteleinsatz wird somit vielerorts notwendig. Der Pestizid-Einsatz stellt jedoch eine weitere Gefahr für die Umwelt auf verschiedenen Ebenen dar und stört das ökologische Gleichgewicht, gefährdet die Wasserqualität und wirkt sich durch die Akkumulation von Rückständen in der Umwelt auf die gesamte Nahrungskette aus. Für eine zukunftsfähige Landwirtschaft stehen Landwirt*innen vor der Herausforderung, Düngemittel und Pflanzenschutzmittel auf das geforderte umweltverträgliche Maß zu reduzieren, ohne dabei die Nahrungsmittelsicherheit zu gefährden. Unter den Bedingungen der novellierten Düngeverordnung muss die Düngemenge bundesweit in nitratbelasteten roten Gebieten 20 % unter dem durchschnittlichem Düngebedarf liegen. Ebenso müssen zusätzliche Auflagen bei der Phosphor-Düngung in gelben Gebieten mit hoher Eutrophierung von Oberflächengewässern durch Phosphor/Phosphat eingehalten werden. Die stark angestiegenen Dünger- und Betriebsmittelpreise kommen erschwerend hinzu. Es braucht eine Landwirtschaft, die umweltfreundlich wirtschaftet und trotzdem bezahlbare Lebensmittel erzeugt. Der durch SeedForward angestrebte Lösungsweg beschreibt die Erprobung von ressourceneffizienten Düngestrategien, die bei reduziertem Düngereinsatz gleichbleibend hohe Erträge ermöglichen. Dies gelingt durch eine verbesserte Ressourcennutzung der Pflanzen, welche auf eine höhere Nährstoffeffizienz der Pflanze zurückzuführen ist, die durch die SeedForward Saatgutbehandlung hervorgerufen wird. An den Kulturen Mais, Getreide und Raps werden neben den Saatgutbehandlungen zusätzlich innovative Mikroorgansimen eingesetzt, denn der Einsatz dieser pflanzenförderlichen Mikroorganismen in Kombination mit der Saatgutbehandlung kann ihren Effekt noch verstärken. Die in dem Projekt geplante Vorgehensweise ermöglicht es, standortbezogene Einsparungen zu prognostizieren und zielgerichtet auszuschöpfen, um die Transformation zu einer zukunftsfähigen Agrarlandnutzung zu unterstützen und die Umwelt zu schützen.

Landwirtschaft

<p> <p>Die Landwirtschaft hat als größte Flächennutzerin Deutschlands erheblichen Einfluss auf Böden, Gewässer, Luft, Klima, biologische Vielfalt – und auf die Gesundheit der Menschen.</p> </p><p>Die Landwirtschaft hat als größte Flächennutzerin Deutschlands erheblichen Einfluss auf Böden, Gewässer, Luft, Klima, biologische Vielfalt – und auf die Gesundheit der Menschen.</p><p> Landwirtschaft heute <p>Etwa die Hälfte der Fläche Deutschlands – rund 16,6 Millionen Hektar – wird landwirtschaftlich genutzt. Rund 255.000 landwirtschaftliche Betriebe erzeugen Nahrungs- und Futtermittel sowie nachwachsende Rohstoffe (vor allem Mais und Raps) zur stofflichen und energetischen Verwendung.&nbsp;</p> <p>In den letzten 70 Jahren hat die Landwirtschaft in Deutschland ihre Produktion enorm gesteigert. Während ein landwirtschaftlicher Betrieb im Jahr 1900 rechnerisch noch rund vier Personen mit Nahrungsmitteln versorgte, waren es 1960 17 und 2023 bereits 153 Menschen – mit steigender Tendenz (<a href="https://www.landwirtschaft.de/infothek/infografiken/uebersicht-aller-infografiken/wie-viele-menschen-ernaehrt-ein-landwirt">BLE 2025</a>).</p> <p>Mit der intensiven landwirtschaftlichen <a href="https://www.landwirtschaft.de/infothek/infografiken/uebersicht-aller-infografiken/wie-viele-menschen-ernaehrt-ein-landwirt">Flächenbewirtschaftung</a> sind Auswirkungen auf die Umwelt, das <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klima">Klima</a> und den Naturhaushalt verbunden.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/Infografik_Landwirtschaft_2026-07-01_0.png"> </a> <strong> Infografik: Umwelt und Landwirtschaft </strong> Quelle: Umweltbundesamt / Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft / Statistisches Bundesamt Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/Infografik_Landwirtschaft_2026-07-01.pdf">Infografik als PDF (292,26 kB)</a></li> </ul> </p><p> Umweltwirkungen <p>Agrarlandschaften sind Lebensraum für zahlreiche Tiere und Pflanzen, dienen als Speicher und Filter für Wasser und prägen das Bild gewachsener Kulturlandschaften. Die Landwirtschaft hat erheblichen Einfluss auf verschiedene Schutzgüter. Der Einsatz von Maschinen zur Bodenbearbeitung und Ernte sowie die intensive Ausbringung von Pflanzenschutz- und Düngemitteln beeinflussen den Boden, das Wasser, die Luft und die in der Agrarlandschaft lebenden Tiere und Pflanzen. Die intensive Düngung (organisch und mineralisch) verursacht <a href="https://www.umweltbundesamt.de/indikator-stickstoffueberschuss-der-landwirtschaft">Stickstoffüberschüsse</a>, klimaschädliche Treibhausgase, führt zu <a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/umweltzustand-trends/wasser/grundwasserbeschaffenheit#nitratbelastung-des-grundwassers-unter-landwirtschaftlich-genutzten-flchen">Nitratbelastungen des Grundwassers</a> und trägt zur Nährstoffüberversorgung (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/eutrophierung">Eutrophierung</a>) von <a href="https://www.umweltbundesamt.de/indikator-eutrophierung-von-fluessen-durch-phosphor">Flüssen</a>, <a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/umweltindikatoren/indikator-oekologischer-zustand-der-seen">Seen </a>und <a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/umweltindikatoren/indikator-oekologischer-zustand-der-uebergangs">Meeren </a>bei.</p> <p>Der Verlust der Artenvielfalt und der mit Landnutzungsänderungen (insbesondere <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/13793">Grünlandumbruch</a> und<a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/umweltzustand-trends/klima/treibhausgas-emissionen-in-deutschland/emissionen-der-landnutzung-aenderung#feuchtgebiete"> Moornutzung</a>), Düngemittelausbringung, Bodenbearbeitung und Tierhaltung verbundene <a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/umweltzustand-trends/land-forstwirtschaft/beitrag-der-landwirtschaft-zu-den-treibhausgas">Ausstoß klimawirksamer Treibhausgase</a> sind weitere <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/8780">Folgen intensiver Landwirtschaft.</a></p> <p>Eintönige, ausgeräumte Agrarlandschaften und der&nbsp;<a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/land-forstwirtschaft/pflanzenschutzmittelverwendung-in-der">Einsatz von Pflanzenschutzmitteln</a> tragen zum <a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/umweltindikatoren/indikator-artenvielfalt-landschaftqualitaet">Verlust der Biodiversität</a> bei; schwere Maschinen und die intensive Bodenbearbeitung können den&nbsp;<a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/boden-flaeche/bodenbelastungen/verdichtung#bodenverdichtung-ein-problem">Boden verdichten</a>, die Bodenfruchtbarkeit beeinträchtigen und die Gefahr für&nbsp;<a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/boden-flaeche/bodenbelastungen/erosion-jede-krume-zaehlt">Wasser- und Winderosion</a> steigern. &nbsp;</p> <p>Gleichzeitig stehen die Landwirtschaft und der ländliche Raum vor großen Herausforderungen durch demographische Veränderungen, globale Wettbewerbsbedingungen, den <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klimawandel">Klimawandel</a> und gesellschaftliche Erwartungen an eine umweltverträgliche, ressourcenschonende und tiergerechte Landwirtschaft, die gesunde Produkte zu günstigen Preisen erzeugen soll.&nbsp;</p> <p>Eine Neuausrichtung der Landwirtschaftspolitik, die Lösungen zur Minimierung der Umweltauswirkungen und für die aktuellen Herausforderungen bereithält, ist daher dringend erforderlich.&nbsp;</p> <p>Die Zukunftskommission Landwirtschaft gibt in ihrem&nbsp;<a href="https://www.bundesumweltministerium.de/download/abschlussbericht-der-zukunftskommission-landwirtschaft">Abschlussbericht</a> umfangreiche Empfehlungen wie eine Transformation des Agrar- und Ernährungswesens gesamtgesellschaftlich erfolgen sollte.&nbsp;Diese wurden bislang nur teilweise umgesetzt. Zwar fanden einzelne Vorschläge Eingang in die Agrar-, Umwelt- und Tierwohlpolitik, eine umfassende Transformation des Agrar- und Ernährungssystems im Sinne der ZKL steht jedoch weiterhin aus.</p> 16.02.2018 Nachgefragt: Umweltwirkungen durch die Landwirtschaft <p>Das Video kann zu redaktionellen Zwecken kostenlos verwendet werden. Die Pressestelle des UBA stellt die Videodaten dazu auf Anfrage gerne zur Verfügung.</p> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>

Prevention and Management of Marine Litter in European Seas

Kurzbeschreibung Konferenz im Auftrag des BMUB und in Zusammenarbeit mit der Europäischen Kommission (DG ENV) mit ca. 200 Teilnehmern, Vorbereitung gemeinsam mit den Regionalen Meeresschutzübereinkommen (HELCOM, OSPAR, MEDPOL und BSC) mit dem Ziel, auf Basis eines gemeinsamen Verständnisses der relevanten Eintragsquellen und –pfade und der ökologischen Auswirkungen die Entwicklung Regionaler Aktionspläne gegen Meeresmüll (RAPs ML) für den Nordostatlantik, die Ostsee und das Schwarze Meer zu unterstützen. Ergebnisse Issue Paper, Outcome Paper, in Folge Verabschiedung Regionaler Aktionspläne gegen Meeresmüll (MEDPOL 2013, OSPAR 2014, HELCOM 2015), Link siehe Website

Landwirtschaftliche Betriebe, Landwirtschaftlich genutzte Fläche: Bundesländer, Jahre, Bodennutzungsarten

Nachhaltige Nullemissions-Fabrik

Die Solvis Energiesysteme GmbH & Co. KG errichtet einen Industriebau, der vollständig auf Basis erneuerbarer Energien mit Wärme und Elektrizität versorgt wird, das heißt die Energiebilanz dieses Baus ist klimaneutral. Aufgrund seiner Vergrößerung braucht das Unternehmen neue Betriebsräume. Der Neubau wird als Demonstrationsprojekt für ökologischen Industriebau errichtet. Die Energieversorgung des Betriebs- und Firmengebäudes wird zu 30 Prozent über Solarenergie gewährleistet. Dazu werden 250 Quadratmeter Solarkollektoren und 600 Quadratmeter Photovoltaik eingesetzt. Der restliche Strom- und Wärmebedarf wird mit einem Rapsöl-Blockheizkraftwerk bereitgestellt. Das Konzept sieht außerdem vor, den standardmäßigen Heizenergieverbrauch des Gebäudes um rund 80 Prozent zu reduzieren. Dies soll vor allem dadurch erreicht werden, dass Be- und Entladezonen innerhalb des neuen Gebäudes liegen und somit zu geringeren Wärmeverlusten führen. Die Ein- und Ausfahrt der LKW soll über gut gedämmte oder seitlich verschiebbare Tore erfolgen. Das Unternehmen will den Strombedarf u. a. durch Tageslichtnutzung, den Einsatz von dimmbaren elektronischen Vorschaltgeräten sowie von Motoren mit stufenloser Drehzahlregelung und durch energieeffizientere Umwälzpumpen um 106 Megawatt pro Jahr senken. Durch den Einsatz der regenerativen Energieträger sowie energieeinsparender Maßnahmen kann auf die Nutzung fossiler Energieträger verzichtet werden. Dadurch vermindert sich der Ausstoß von Treibhausgasen um mehr als 460 Tonnen pro Jahr.

Nachhaltige Biomasseproduktion im Meer: Machbarkeitsstudie zur offshore-Kultur von Makroalgen für eine landseitige Verwertung

Zielsetzung und Anlass: Die Eutrophierung stellt eine der größten ökologischen Bedrohungen der Ostsee dar, was sich aktuell in einer riesigen Todeszone (Sauerstoffmangel) am Meeresboden der tiefen Becken wiederspiegelt. Deshalb soll in dieser Machbarkeitsstudie eine nachhaltige marine Biomasse-Produktion des Blasentangs (Fucus vesiculosus) in Freilandversuchen in der Ostsee durchgeführt werden, um mit Hilfe dieser Makroalge eine Abreicherung von überschüssigen Nährstoffen herbeizuführen. In mehreren Schritten werden wir untersuchen inwiefern eine Hochskalierung vom Labor- zum offshore-Maßstab möglich und wie groß das Potenzial von großflächigen offshore-Freilandkulturen von Makroalgen ist. Weiterhin untersuchen wir ob die Biomasse umweltschonend produziert und als Wertstoff (Kosmetik), organischer Dünger, und/oder Biogas-Rohstoff (Energieträger) genutzt werden kann. Das Gesamtziel des Vorhabens in diesem Konsortium ist somit die Beurteilung der Chancen und Möglichkeiten von großflächigen Makroalgen-Freilandkulturen hinsichtlich: I. Schaffung eines regional möglichst geschlossenen Nährstoffkreislaufs zur Reduzierung der Nährstoffanreicherung in der südwestlichen Ostsee, II. Produktion von nachhaltigen Rohstoffen ohne dünge-, pflanzenschutz- und wasser-intensiven Landverbrauch, sowie III. Prüfung zusätzlicher Ertragsmöglichkeiten für Fischer und Einsparmöglichkeiten für Landwirte. Das vielfältige Potenzial der Ökosystemdienstleistungen von Blasentang-Freilandkulturen wird somit erstmalig experimentell in der Ostsee untersucht, und trägt zu den UN Nachhaltigkeitszielen bei. Das Projekt wird in enger Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und regionalen Stakeholdern (Fischer, Windparkbetreiber, Landwirte, Anlagenbetreiber für Biogas) durchgeführt. Arbeitsschritte und Methoden: Während der Projektdauer von drei Jahren bearbeiten wir vier Schwerpunkte: I. Kultivierung, II. Biomassecharakterisierung, III. Ernte und IV. Nutzung des Blasentangs. I. die bereits etablierte Nachzucht von Blasentang auf für die Freilandkultur geeignete Substrate wird optimiert. Danach wird die gut funktionierende Algenkultivierung vom Labor- und Mesokosmen-Maßstab zu mittleren Feldkulturen in der Eckernförder Bucht ( Prototyp einer Offshore-Kultur) heraufskaliert. Während all der Stufen der Hochskalierung werden die Effekte auf die Umwelt (abiotisch: Nährstoffgehalte, Sauerstoffkonzentration, pH; biotisch: Biodiversität organismisch und per eDNA) detailliert untersucht. Weiterhin soll die Zusammenarbeit mit Fischern und Windanlagenbetreibern als auch Genehmigungsbehörden (BSH, LLUR etc.) als Stakeholdern in Anspruch genommen werden, zu denen bereits intensive Kontakte bestehen. II. Die erzeugte Blasentasng-Biomasse wird ökophysiologisch und biochemisch charakterisiert, um bspw. Überlebensgrenzen, optimale Erntezeitpunkte und vielversprechende Wertstoffe zu identifizieren. III. Die Erntemethodik und Erstbehandlung an Land muss sorgfältig untersucht werden. Hier ist zum einen die Expertise von Fischern gefragt, die zumindest partiell von Fischfang auf die Wartung der Algenkulturen und die Algenernte umsteigen wollen. Der Schwerpunkt liegt auf der Nutzung der Biomasse an Land. Eine energieaufwändige Trocknung soll als Vorbehandlung vermieden werden. IV. Aus den biochemischen Analysen unter II. lassen sich bereits interessante Wertstoffe (Naturstoffe) z.B. für die kosmetische Industrie ableiten. Ansonsten ist die einfachste und bereits bewährte Nutzungsmöglichkeit das Einarbeiten der Algenbiomasse nach vorheriger Extraktion von Wertstoffen als Ersatz für mineralische Kunstdünger. Vor einer großflächigen und langfristigen Nutzung der Algenbiomasse als natürlicher Mineraldüngerersatz muss deren Belastung mit Schadstoffen, z.B. Schwermetallen, geprüft werden. (Text gekürzt)

Landwirtschaftliche Betriebe mit ökologischem Landbau, Ökologisch bewirtschaftete Fläche: Bundesländer, Jahre, Bodennutzungsarten

Experimentelle gentechnische Überwachung Arbeitsschwerpunkte Qualitätsgesicherte Analyseverfahren Veröffentlichungen Links

Die Gentechnik ist ein moderner und zukunftsträchtiger, zugleich aber auch kontrovers diskutierter Zweig der Biotechnologie. In Deutschland setzt das Gentechnikgesetz (GenTG) den rechtlichen Rahmen für die Anwendung solcher gentechnischer Verfahren in Forschungs- und gewerblichen Einrichtungen. Als Technologie-Gesetz erfüllt es gemäß § 1 sowohl Schutz- und Präventionszwecke als auch Förderzwecke. Das Gesetz regelt das Arbeiten mit gentechnisch veränderten Organismen (GVO) in gentechnischen Anlagen, die gezielte Freisetzung von GVO in die Umwelt sowie das Inverkehrbringen von GVO (Abgabe von GVO – Produkten an Dritte, z. B. den Anbau von gentechnisch veränderten Kulturpflanzen). Das Landesamt für Umweltschutz (LAU) in Halle ist Fachbehörde des Ministeriums für Wissenschaft, Energie, Klimaschutz und Umwelt (MWU). Die Mitarbeiter des Gentechnischen Überwachungslabors des LAU stehen dem Ministerium sowie den zuständigen Behörden als Ansprechpartner in fachlichen Fragen für den Bereich Gentechniksicherheit zur Verfügung. Im Land Sachsen-Anhalt existieren spezifische Zuständigkeiten nach Gentechnik-Recht. Die fachliche Federführung liegt hierbei beim Ministerium für Wirtschaft, Tourismus, Landwirtschaft und Forsten (MWL) mit Sitz in Magdeburg. Es ist Mitglied der Bund-/Länder-Arbeitsgemeinschaft Gentechnik (LAG: www.blag-gentechnik.de/ ). Als Vollzugsbehörde ist das Landesverwaltungsamt (LVwA) in Halle für die Anzeige, Anmeldung und Genehmigung gentechnischer Anlagen und Arbeiten sowie für deren Überwachung und die Überwachung von Freisetzungen und des Inverkehrbringens im Rahmen des GenTG zuständig. Für die experimentelle gentechnische Überwachung, die das LAU im Auftrag des LVwA ausübt, steht in der Reilstraße eine moderne gentechnische Anlage der Sicherheitsstufe S2 zur Verfügung. In enger Zusammenarbeit mit dem LVwA werden planmäßige und anlassbezogene Probenahmen aus gentechnischen Anlagen, aus Freisetzungsflächen und ggf. aus der Umwelt durchgeführt. Molekular- und mikrobiologisch analysiert und bewertet werden im Gentechnik-Labor des LAU die verschiedensten Probenmatrizes. Nachweise gentechnischer Veränderungen erfolgen z. B. in Viren, Bakterien, Pflanzen, Tieren und menschlichen Zellkulturen. Aber auch konventionelles Saatgut, Wischproben von Laboroberflächen sowie Boden-, Wasser- und Luftproben werden bei Bedarf untersucht. Probenahme von Organismen und Oberflächenproben sowie von Umweltmatrizes Überprüfung der Betreiberangaben zu Organismen und gentechnischen Veränderungen Kontrolle der Einhaltung der Sicherheitsbestimmungen in gentechnischen Anlagen, z.B. des Containments (Arbeiten mit GVO im geschlossenen System) Analyse von konventionellem Saatgut auf GVO-Anteile Erarbeitung einer Amtlichen Sammlung von Untersuchungsmethoden für die Überwachung nach §28b GenTG beim Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit Nukleinsäure-Extraktion (DNA/RNA) Qualitative und quantitative PCR-Verfahren (real-time PCR; digitale PCR) Zellkultur Mikrobiologische Verfahren ELISA weitere molekularbiologische sowie mikrobiologische und biochemische Verfahren Gen-Datenbankanalysen Seit 2005 ist die GVO-Saatgutanalytik im LAU nach DIN EN ISO/IEC 17025:2018 akkreditiert. P. Guertler, S. Pallarz, A. Belter, K. N. Eckermann, L. Grohmann (05/2023): Detection of commercialized plant products derived from new genomic techniques (NGT) - Practical examples and current perspectives. In: Food Control 152 (2023) 109869; https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2023.109869 M. M. Voorhuijzen, T. W. Prins, A. Belter, J. Bendiek, C. Brünen-Nieweler, J. P. van Dijk, O. Goerlich, E. J. Kok, B. Pickel, I. M.J. Scholtens, A. Stolz, L. Grohmann (07/2020): Molecular characterization and event-specific real-time PCR detection of two dissimilar groups of genetically modified petunia (Petunia x hybrida) sold on the market. In: Frontiers in Plant Science, Vol.11, Artikel 1047. doi: 10.3389/fpls.2020.01047 L. Grohmann; A. Belter; B. Speck; O. Goerlich; P. Guertler; A. Angers-Loustau; A. Patak (11/2016): Screening for six GM soybean lines by an event-specific multiplex PCR method: Collaborative trial validation of a novel approach for GMO detection. In: Journal für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit; doi: 10.1007/s00003-016-1056-y VDI (diverse Autoren) (05/2016): Gentechnische Arbeiten in geschlossenen Systemen - Leitfaden zur technischen und analytischen Prüfung von Sicherheitsmaßnahmen. In: VDI-6300-1 ( www.vdi.de/6300-1 ) R. Hochegger, N. Bassani, A. Belter, D. Villa sowie 13 weitere Autoren (01/2016): Report of the Working Group “Seed Testing” of the European Network of GMO Laboratories (ENGL). In: Technical Report; doi: 10.2788/418326 ; Report number: JRC99835, Affiliation: European Union Reference Laboratory for Genetically Modified Food and Feed A. Belter (01/2016): Long-Term Monitoring of Field Trial Sites with Genetically Modified Oilseed Rape (Brassica napus L.) in Saxony-Anhalt, Germany. Fifteen Years Persistence to Date but No Spatial Dispersion. In: Genes 2016, 7 (1), 3; doi: 10.3390/genes7010003 L. Grohmann, A. Belter, B. Speck, K. Westphal, G. Näumann, N. Hess, J. Bendiek (12/2014): Collaborative trial validation of a testing plan for detection of low level presence of genetically modified seeds. In: Seed Science & Technol., 42, 414-432; https://doi.org/10.15258/sst.2014.42.3.08 A. Belter, L.Grohmann (01/2011): Gentechniküberwachung - Neuer Band der Amtlichen Sammlung von Untersuchungsverfahren. In: GIT Labor-Fachzeitschrift 01/2011 Gentechnik- Gesetz ( GenTG ) in der jeweils aktuellen Fassung EU-Richtlinie 2009/41/EC über die Verwendung von gentechnisch veränderten Mikroorganismen in geschlossenen Systemen (contained use) EU-Richtlinie 2001/18/EG über die absichtliche Freisetzung von GVO in die Umwelt "Opt-Out"-Richtlinie 2015/412/EU zu der den Mitgliedstaaten eingeräumten Möglichkeiten, den Anbau von gentechnisch veränderten Organismen (GVO) in ihrem Hoheitsgebiet zu beschränken oder zu untersagen Allgemeine Informationen zur Gentechnik: www.transgen.de Letzte Aktualisierung: 08.01.2025

PREDICT: Omics-basierte Modelle zur Vorhersage der Ertragsleistung von Rapshybriden

Heterosis, oder Hybridleistung, ist ein wichtiger Mechanismus für die Verbesserung des Ernteertrags fremdbefruchtender Ackerfrüchte. Bei Raps (Brassica napus L.) stellen Hybriden heute weltweit den Hauptmarktanteil für Saatgut. Im Gegensatz zu anderen wichtigen Hybridfrüchten, wie zum Beispiel Mais, zeigt Raps jedoch nur vergleichsweise geringe Heterosiseffekte für Ertrag. Die Rapszüchtungsindustrie hat daher ein grosses Interesse an einer Optimierung der Heterosis für die Verbesserung der Leistungsfähigkeit von Hybriden. Basierend auf früheren Beobachtungen liegt diesem Projekt die Hypothese zugrunde, dass Heterosis von Entwicklung und Ertrag durch allgemeine regulatorische Faktoren beeinflusst ist. Spezifische Allelkombinationen dieser Faktoren, zusammen mit den durch sie vermittelten Metaboliten- und Genexpressionsprofilen, sind daher mit einer verstärkten Heterosis assoziiert. Ziel dieses Projektes ist, Omics-basierte Modelle zu entwickeln, die eine Vorhersage der Heterosis des Samenertrags in Raps-Elitehybriden ermöglichen. Die Entwicklung und Validierung solcher Modelle zur Vorhersage der Hybridleistung beinhaltet den Vergleich von DNA-Sequenzen und Metaboliten- sowie Transkriptomdaten aus einem großen Set von Elite-Elternlinien mit umfangreichen phänotypischen Entwicklungsdaten und Ertragsbonituren der F1-Nachkommenschaft unter Freilandbedingungen. Für die Genotypisierung mittels genomweiter single-nucleotide polymorphism (SNPs) Marker wird das neue B. napus 60k-SNP Infinium Array genutzt. Mittels neuester Methoden zur mRNA-Sequenzierung, Massenspektrometrie und Hochdurchsatz-Phänotypisierung werden darüber hinaus auch Daten zum Transkriptom, Metabolom und Phänotyp erhoben. So soll ein Omic-Selektionsprofil erstellt werden, das in Kombination mit entsprechenden analytischen und statistischen Methoden den Züchtungsprozess beschleunigen und den Selektionserfolg verbessern kann, indem Elternlinien mit dem höchstem Potential für die Erzeugung von neuen Hochleistungshybriden bereits zu einem frühen Zeitpunkt vorausgewählt werden können. Die Identifizierung von geeigneten genomischen, transkriptomischen oder metabolomischen Indikatoren zur Vorhersage der Heterosis wird darüberhinaus zu einem besseren Verständnis der molekularen Prozesse und Mechanismen beitragen, die an der Ausprägung der Heterosis in Raps beteiligt sind. In Zusammenarbeit mit zwei führenden deutschen Herstellern für Raps-Hybridsorten (Norddeutsche Pflanzenzucht Hans-Georg Lembke KG and Deutsche Saatveredelung AG) werden wir unsere Grundlagenforschung zu einem ebenso fundamental wichtigen wie auch wertschöpfenden Prozess der Pflanzenzüchtung in ein System zur Verbesserung der Hybridzüchtung mit starkem kommerziellen Potential einbringen.

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