Forschung

Die genetische Verbesserung von Kulturpflanzen ist eine Schlüsselstrategie zur Anpassung der landwirtschaftlichen Produktion an den Klimawandel, an invasive Krankheitserreger, an höhere Anforderungen an Produktqualität und -quantität sowie an die Produktdifferenzierung. Die konventionelle Züchtung ist eine seit langem etablierte Strategie zur Verbesserung von Kulturpflanzen, aber es kann viele Jahre dauern, bis innovative Kreuzungen auf den Markt kommen, und außerdem kann es zum Verlust charakteristischer Merkmale von Elitesorten führen. Durch den direkten Transfer von Genen und anderen genetischen Elementen in Elitekulturen entstehen gentechnisch veränderte (GV) Sorten mit erwünschten Merkmalen viel schneller als bei der konventionellen Züchtung, aber das aus GV abgeleitete Pflanzenmaterial wird durch Bedenken hinsichtlich der Gesundheits- und Umweltsicherheit beeinträchtigt. Die Beschränkungen der konventionellen Züchtung und der GVO-Technologie können durch Genome Editing überwunden werden, das die Grundlagenforschung und die Pflanzenzüchtung beschleunigt, indem es die rasche Einführung gezielter Mutationen ermöglicht. Die kultivierte Olive (Olea europaea, subsp. europaea, var. europaea) ist eine der wichtigsten Ölpflanzen der Welt. 95 % der gesamten Olivenölproduktion stammt aus dem Mittelmeerraum. Der Olivenanbau verfügt über ein sehr reichhaltiges Sortenerbe mit mehr als 1.200 benannten Sorten, über 3.000 Nebensorten und einer unbestimmten Anzahl von Genotypen, darunter Bestäuber, lokale Ökotypen und hundertjährige Bäume. Von diesen haben nur einige wenige eine große Anbaufläche und einen deutlichen Einfluss auf die Produktion von Öl und Tafeloliven. Im Gegensatz dazu ist die Verfügbarkeit einer großen Anzahl gut charakterisierter und sehr unterschiedlicher Sorten entscheidend, um die Fähigkeit zu verbessern, neuen agronomischen Herausforderungen und künftigen klimatischen Einschränkungen zu begegnen, die Genpools zu diversifizieren und einzigartige genetische Merkmale zu erhalten, die derzeit verfügbar sind. Das übergeordnete Ziel des Projekts ist die Entwicklung von Genomikinstrumenten und die Identifizierung der Grundlagen der Xf-Resistenz, um sie für das Keimplasma-Screening, die genomikgestützte Züchtung und die Erzeugung neuer Xf-resistenter Olivengenotypen zu nutzen. Um dieses ehrgeizige Ziel zu erreichen, sind die Generierung und Analyse umfangreicher genomischer Datensätze, die Entwicklung von Transformations- und Regenerationswerkzeugen aus Einzel- und Mehrfachzellenexplantaten sowie die erfolgreiche Anwendung von DNA-freien Genome-Editing-Protokollen entscheidende Schritte. Um die Herausforderungen zu bewältigen, die sich aus der notorischen Widerspenstigkeit von In-vitro-Manipulationen an Oliven ergeben, haben sich EU- und nationale Forschungszentren, die führende Forschungseinrichtungen vertreten, zusammengeschlossen.

REGACE wird eine bahnbrechende, radikal innovative Technologie entwickeln und validieren, mit der die Agrivoltaik einen wichtigen Beitrag zum Portfolio der EU für saubere Energie leisten wird. Die Technologie ist im Vergleich zu anderen Lösungen äußerst wettbewerbsfähig, da sie das gewünschte Ziel einer klaren, erschwinglichen Energie mit voraussichtlichen Installationskosten von 600 € pro Kilowatt im Vergleich zu 880 € für bodengestützte Photovoltaik-Felder. Darüber hinaus ist das in diesem Projekt demonstrierte System auch in Gebieten mit geringerer Sonneneinstrahlung kosteneffizient, die derzeit außerhalb der Gebiete liegen, für die Agrivoltaik in Frage kommt. Die Kerntechnologie ist ein im Gewächshaus montiertes Nachführsystem, das von einer SPS-Steuerung gesteuert wird, die den Winkel des Nachführsystems je nach den Bedürfnissen der Pflanzen ändert. Wir werden ein System testen, bei dem die CO2-Anreicherung als Mittel zur Steigerung der Stromproduktion bei schlechten Lichtverhältnissen eingesetzt wird, indem der Einfallswinkel der bifazialen Paneele im Nachführsystem erhöht wird. Das Nachführsystem wird mit wenigen Schrauben an den Stützen des Gewächshauses aufgehängt, so dass keine windfesten Stützen erforderlich sind und der Preis pro installiertem Kilowatt sinkt. Diese Technologie ermöglicht also nicht nur die Doppelnutzung von Land, sondern auch die Doppelnutzung der Infrastruktur. Das Design der Technologie führt auch zu einer Reduzierung der Bau- und Wartungskosten, der Ausführungsdauer und darüber hinaus zu einer Reduzierung der CO2-Emissionen. Zusätzlich zu den wirtschaftlichen Auswirkungen wird dies auch zu erheblichen positiven Auswirkungen auf die ökologische Nachhaltigkeit und die Verringerung des ökologischen Fußabdrucks durch die Lebensdauer von Wartung und Betrieb führen. Sie wird auch zu einer Diversifizierung des Energieerzeugungsmarktes führen, wobei kleine Gewächshausbesitzer eine wichtige Rolle auf dem Markt spielen werden. Die Technologie wird im industriellen Betrieb an sechs Standorten mit unterschiedlichen Gewächshaustypen und Kulturen getestet.

Die vorgeschlagene Studie befasst sich mit der Verbreitung und den Daten des ersten und letzten Auftretens von Belemnitella-Arten in der nördlichen Hemisphäre. Ihre korrekte Identifizierung wird es ermöglichen, Migrationsmuster und Aussterbeereignisse zu erkennen, wenn sie mit Temperaturschwankungen als Folge des globalen Klimawandels korreliert sind. Die folgenden Fragen sollen geklärt werden: War ein Temperaturanstieg oder -rückgang für das Überleben der Arten schwieriger? Wurde die Migration, die Entwicklung oder das Verschwinden von Arten durch einen Abkühlungs- oder Erwärmungstrend oder sogar durch stabile Umweltbedingungen ausgelöst? Führten Temperaturschwankungen vorzugsweise zu einer Nord-Süd-Wanderung oder passten sich lokale Populationen an die veränderten Umweltbedingungen an? War die bevorzugte Lebensweise der Arten (gute vs. schlechte Schwimmer) besonders empfindlich gegenüber dem Klimawandel? Es ist beabsichtigt, Belemniten aus nicht gut dokumentierten stratigraphischen Ebenen zu sammeln und zu vermessen, die Messungen verschiedener Autoren auf eine gemeinsame Basis zu bringen und den selbstorganisierenden Kohonen-Algorithmus sowie eine Hauptkomponentenanalyse zur Bestimmung der Arten anzuwenden. Mehrdimensionale vergleichende Analysen, hierarchische Clusteranalysen und van Valen Metricen werden durchgeführt, um die Evolution der Belemniten zu erhellen. Das geplante Projekt hat sich zum Ziel gesetzt, die bekannten Belemnitella-Arten zu überarbeiten, indem die Grundlagen der Systematik vereinheitlicht und ein neuer statistischer Ansatz entwickelt werden. Der neue Ansatz wird erstmals einen Vergleich und Abgleich von ost- und westeuropäischen Konzepten zur Bestimmung von Belemnitella-Arten ermöglichen. Die Zusammenstellung vorhandener magneto-, zyklo-, bio- und isotopenstratigraphischer Daten von Schlüsselabschnitten mit besonderem Schwerpunkt auf Westeuropa und die Verknüpfung dieser Ergebnisse mit den Daten des ersten und letzten Auftretens von Belemnitella-Arten wird es erstmals ermöglichen, die Entwicklung und das Aussterben von Arten sowie ihre Migration mit Aspekten des Klimawandels, Meeresspiegelschwankungen und weiteren Veränderungen ihres marinen Lebensraums in Verbindung zu bringen. Das Projekt wird auch erstmals Aufschluss darüber geben, ob eine bestimmte Lebensweise Belemnitella-Arten empfindlicher für Veränderungen in ihrem Lebensraum und anfälliger für Aussterbeereignisse macht. Dies erlaubt Rückschlüsse auf heutige Meeresorganismen mit einer den Belemniten ähnlichen Lebensweise wie Tintenfische, Sepien und Bobtail-Tintenfische, die von wirtschaftlicher Bedeutung sind.