Auf der internationalen Konferenz "Genetics, Genomics, Bioinformatics and Plant Biotechnology" (PlantGen2021) in Nowosibirsk widmeten sich mehrere Berichte neuen Wegen, diese Kulturpflanze vor verschiedenen Bedrohungen und Risiken zu schützen.
Guzel Burkhanova (Institut für Biochemie und Genetik des Ufa-Wissenschaftszentrums der Russischen Akademie der Wissenschaften) sprach über die Methoden, mit dem endophytischen Bakterium Bacillus die Kartoffelresistenz gegen Viren zu induzieren. Die ersten während der Studie durchgeführten Tests zeigten, dass nach der Behandlung der Pflanze mit einer Suspension von Bakterienzellen der Gehalt an viraler RNA abnahm und die Aktivität einer Reihe von schützenden Proteinen und Enzymen zunahm. Da die Verwendung verschiedener Bakterienstämme in Bezug auf bestimmte Virusarten, die Kartoffelpflanzen befallen, eine unterschiedliche Wirkung hat, stellte der Referent fest, dass die Herstellung von zusammengesetzten Präparaten zur Bekämpfung von Virusinfektionen optimal wäre.
Eine der modernen Methoden zur Zertifizierung von Kulturpflanzensorten ist die SSR-Genotypisierung. Mit ihrer Hilfe werden aussagekräftige molekulare Marker isoliert, die es erlauben, ein individuelles Merkmal einer Sorte oder eines Genotyps, den sog. DNA-Profil. Durch das Vorhandensein dieses Profils können weitere Züchtungsarbeiten schneller und zielgerichteter durchgeführt werden. Dilyara Gritsenko (Institut für Pflanzenbiologie und Biotechnologie, Almaty, Kasachstan) präsentierte auf der Konferenz die Ergebnisse des SSR-Profiling von pathogenresistenten Kartoffelsorten. Natürlich wurde diese Studie mit Schwerpunkt auf Sorten der kasachischen Auswahl durchgeführt, die auf den Markt dieses Landes ausgerichtet sind. Aber die Erfahrung selbst, die während ihrer Umsetzung gewonnen wurde, hat einen universelleren Charakter und kann von anderen Wissenschaftlern, einschließlich russischer, verwendet werden.
Die Bedrohungen für Kartoffeln beschränken sich nicht nur auf Krankheiten und Schädlinge. Es ist bekannt, dass Kartoffeln bei niedrigen Temperaturen (normalerweise während der Lagerung des Ernteguts) einen süßen Geschmack annehmen, den nur wenige Menschen mögen. Dieser Vorgang wird als Kaltverzuckerung bezeichnet, wenn aus Stärke einfache Zucker wie Glukose gebildet werden. Bei der weiteren Wärmebehandlung von Knollen, zum Beispiel bei der Herstellung von Chips, Pommes Frites, reagieren diese Zucker mit Aminosäuren, was einen dunkleren und bereits bitteren Geschmack verursacht und die Verbrauchereigenschaften von Hackfrüchten weiter reduziert.
Herkömmliche Methoden zur Verhinderung der Kaltverzuckerung beruhen in der Regel auf einer speziellen Ausstattung der Lagerräume, sie verursachen zusätzliche Kosten und helfen nicht immer. Anastasia Egorova (Institut für Zytologie und Genetik SB RAS, Novosibirsk) zeigte in ihrem Bericht, wie moderne Gentechnologien helfen, dieses Problem zu lösen.
„Wir haben zwei Strategien verwendet. Die erste ist das "Ausschalten" des Gens, das die Umwandlung von Saccharose in Glucose und Fructose auslöst. Versuche zeigen, dass dadurch die Intensität der Kaltverzuckerung bei Pflanzen deutlich reduziert wird. Und jetzt führen wir ähnliche Arbeiten mit beliebten russischen Kartoffelsorten durch. Die zweite Strategie besteht darin, Wildkartoffelarten, die bereits gegen Verzuckerung resistent sind, in die Zucht einzuführen“, sagte sie.
Das Hauptproblem bei der Umsetzung der zweiten Strategie ist der hohe Gehalt an für den Menschen giftigen steroidalen Glykoalkaloiden in den Wurzeln solcher Wildsorten. Wissenschaftler haben jedoch ein Kandidatengen identifiziert, das für die Akkumulation dieser Glykoalkaloide verantwortlich ist, und wollen es nun „abschalten“, während die Pflanze widerstandsfähig gegen Verzuckerung bleibt.
Wie der Forscher feststellt, handelt es sich um parallele Strategien, und bei erfolgreichem Abschluss der Arbeiten in beide Richtungen erhalten die Züchter in Zukunft zwei Methoden, um gegen Kälte resistente Sorten gleichzeitig zu erzeugen.