WEBVTT 00:00.000 --> 00:03.480 Moderne Landwirtschaft gleicht einem Hochleistungsmotor. 00:03.660 --> 00:07.380 Damit sie ihre hohen Erträge erwirtschaften kann, braucht sie einen 00:07.380 --> 00:09.220 Hochleistungskraftstoff. 00:09.780 --> 00:14.240 200.000 Tonnen Phosphordünger jährlich werden in Deutschland von der 00:14.240 --> 00:15.600 Landwirtschaft verbraucht. 00:16.080 --> 00:21.700 Das Problem, wir sind zu 100% auf Importe angewiesen und die Vorkommen 00:21.700 --> 00:23.600 gehen überall zur Neige. 00:24.100 --> 00:28.120 Die Landwirtschaft muss sich auf eine Zeit ohne Phosphor vorbereiten. 00:28.120 --> 00:32.480 Glücklicherweise haben die meisten unserer Nahrungspflanzen im Laufe 00:32.480 --> 00:36.540 der Evolution Wege gefunden, den bereits im Boden befindlichen 00:36.540 --> 00:38.420 Phosphor besser zu nutzen. 00:39.100 --> 00:43.300 Das Projekt Plants Fit for Future am CASO-Institut für Technologie 00:43.300 --> 00:47.720 will Pflanzen fit machen für eine Zukunft, in der Phosphatdünger 00:47.720 --> 00:52.600 Mangelware ist und Pestizide weitgehend von unseren Äckern verbannt 00:52.600 --> 00:53.260 sein werden. 00:54.000 --> 00:58.440 Der biologische Landbau weiß es schon lange, wie die Darmflora für den 00:58.440 --> 01:02.560 Menschen spielt die Bodenflora für die Gesundheit der Pflanzen eine 01:02.560 --> 01:03.680 entscheidende Rolle. 01:03.900 --> 01:07.800 Man braucht seine Darmflora, um einfach ein gesundes Leben zu haben. 01:07.940 --> 01:11.380 Wenn wir zum Beispiel krank werden, dann wird diese Darmflora gestört. 01:11.580 --> 01:13.700 Und genauso passiert auch bei Pflanzen. 01:13.880 --> 01:17.780 Die haben eine Flora von Bakterien und Pilzen, die rund um die 01:17.780 --> 01:21.140 Wurzeln, aber auch um die Blätter, die wichtig sind für die normale 01:21.140 --> 01:22.560 Funktion von diesen Pflanzen. 01:22.940 --> 01:26.940 Und von daher ist es wichtig, diese Flora zu kennen und dann die guten 01:26.940 --> 01:30.820 Mikroorganismen zu nutzen, um einfach die Funktion von Pflanzen zu 01:30.820 --> 01:31.420 verbessern. 01:31.500 --> 01:35.380 Mit fünf weiteren Kollegen erforscht die spanische Molekularbiologin 01:35.380 --> 01:40.540 Prof. Natalia Requena das komplexe Zusammenspiel von Bodenflora und 01:40.540 --> 01:41.720 Pflanzenwachstum. 01:42.340 --> 01:46.340 Eine Großfamilie von Pilzen hat es ihr besonders angetan. 01:46.340 --> 01:51.080 Mykorrhiza-Pilze leben mit nahezu all unseren Nahrungspflanzen in 01:51.080 --> 01:51.780 Symbiose. 01:52.060 --> 01:56.280 Die Pflanze gibt dem Pilz Zucker, im Gegenzug liefert der Pilz 01:56.280 --> 01:56.610 Phosphat. 01:57.260 --> 02:01.500 Der Pilz hat ganz dünne Hüfen und diese Hüfen wachsen im Boden sehr 02:01.500 --> 02:04.920 weit weg, als ob die feinen Wurzeln wachsen könnten. 02:05.100 --> 02:08.100 Und könnten auch Bereiche erreichen, dass die feinen Wurzeln nicht 02:08.100 --> 02:08.480 erreichen. 02:08.780 --> 02:12.360 Andererseits interagieren diese Pilze auch mit Bakterien. 02:12.360 --> 02:16.360 Diese Bakterien könnten Phosphat mobilisieren und der Pilz kann 02:16.360 --> 02:19.400 aufnehmen und transportiert in Richtung der Pflanze. 02:19.580 --> 02:22.920 Pilz und Pflanze gehen eine sehr enge Verbindung ein. 02:23.220 --> 02:26.980 Der Pilz wächst von außerhalb im Boden in der Wurzel rein, in der 02:26.980 --> 02:30.500 Rinde, geht aber nie in den Zentralzylinder oder auch nicht an den 02:30.500 --> 02:32.720 Spross von der Pflanze, bleibt immer in der Rinde. 02:33.000 --> 02:37.400 Und dort werden die Mineralien an die Pflanzen gegeben, hauptsächlich 02:37.400 --> 02:38.000 Phosphat. 02:38.000 --> 02:41.960 Und in die andere Richtung, der Pilz bekommt auch Zucker und Lipide 02:41.960 --> 02:42.840 als Gegenwert. 02:43.000 --> 02:46.880 Hat der Pilz erst einmal das Wurzelwerk kolonisiert, programmiert er 02:46.880 --> 02:48.840 dort Pflanzenzellen um. 02:49.160 --> 02:52.500 Wenn der Pilz die Pflanzen kolonisiert, ändert sich das Zellprogramm 02:52.500 --> 02:53.200 der Pflanze. 02:54.060 --> 02:57.560 Das heißt, die Pflanze macht andere Sachen, als wenn die Pflanze nicht 02:57.560 --> 02:58.080 dran ist. 02:58.380 --> 03:02.280 Und ein Teil dieser Veränderung ist, um besser zusammen mit dem Pilz 03:02.280 --> 03:02.760 zu wachsen. 03:02.760 --> 03:06.480 Und ein anderer Teil, das ist was wir glauben, das macht die Pflanze 03:06.480 --> 03:11.140 resistenter zum Beispiel zu schädlichen Mikroorganismen, aber auch, 03:11.320 --> 03:14.760 dass die Pflanze eine bessere Distribution zum Beispiel von dem 03:14.760 --> 03:16.140 Phosphat in der Pflanze hat. 03:16.260 --> 03:19.820 Symbiose mit dem Pilz verändert das Programm von der Pflanze. 03:19.960 --> 03:24.620 Genau wie unsere Darmflora verändert auch die Funktion von unseren 03:24.620 --> 03:24.930 Darmzellen. 03:24.930 --> 03:27.930 Der Pilz verändert die Dicke der Rindenwurzeln. 03:28.990 --> 03:32.710 Der Pilz wächst von außerhalb im Boden in der Wurzel rein, in der 03:32.710 --> 03:36.250 Rinde, geht aber nie in den Zentralzylinder oder auch nicht an den 03:36.250 --> 03:38.470 Spross von der Pflanze, bleibt immer in der Rinde. 03:38.730 --> 03:43.130 Und dort werden die Mineralien an der Pflanze gegeben, hauptsächlich 03:43.130 --> 03:43.750 Phosphat. 03:43.910 --> 03:47.990 Und in die andere Richtung der Pilz bekommt auch Zucker und Lipide als 03:47.990 --> 03:48.570 Gegenwert. 03:49.170 --> 03:53.450 In Klimakammern werden die Modellpflanzen mit dem Pilz in Verbindung 03:53.450 --> 03:54.010 gebracht. 03:54.010 --> 03:59.130 Und dann extrahieren wir das genetische Material und analysieren, was 03:59.130 --> 03:59.590 passiert. 03:59.710 --> 04:02.710 Und so kann man in dieser Veränderung sehen, ob ein Gen mehr 04:02.710 --> 04:06.610 exprimiert ist oder nicht, wie stark die Expression geändert ist. 04:06.790 --> 04:10.790 Und auf diese Veränderung könnten wir uns überlegen, vielleicht ist 04:10.790 --> 04:13.750 dieser Gen wichtig für die Funktion in der Symbiose. 04:13.750 --> 04:18.050 Der Schneckenklee dient dem Team um die Professorin Rekena als 04:18.050 --> 04:19.010 Modellpflanze. 04:19.510 --> 04:23.970 Er gehört zu den Leguminosen aus der Familie der Hülsenfrüchtler. 04:24.150 --> 04:27.650 Das sind sehr wichtige Pflanzen, auch für die Ernährung von Menschen 04:27.650 --> 04:30.850 und von Tieren, weil die sehr viel Höheproteine enthalten. 04:30.930 --> 04:35.070 Die könnten nicht nur Symbiose mit Mykorrhiza, sondern auch mit 04:35.070 --> 04:36.250 Knochenbakterien. 04:36.330 --> 04:40.210 Und mit das könnten sie Stichstoff auf der Luft fixieren und die 04:40.210 --> 04:41.670 könnten auch besser ernähren. 04:41.670 --> 04:46.570 Und als Modellpflanze ist dieser Schneckenklee sehr wichtig, weil er 04:46.570 --> 04:49.970 ein kleines Genom hat und man ihn relativ gut manipulieren kann. 04:50.190 --> 04:54.110 Und man kann in kurzer Zeit lernen, wie diese Zellulärprozesse 04:54.110 --> 04:54.830 funktionieren. 04:54.990 --> 04:59.410 Versteht man, welche Gene der Pilz in der Pflanze verändert, kann man 04:59.410 --> 05:01.590 die Pflanze im Labor optimieren. 05:01.790 --> 05:06.890 Ziel ist letztendlich, Pflanzen zu haben, die weniger Phosphat 05:06.890 --> 05:09.970 brauchen, sodass wir nicht so viel Mineraldunger brauchen. 05:09.970 --> 05:12.770 Dafür würden wir wahrscheinlich mehrere Sachen brauchen. 05:12.950 --> 05:16.130 Eine ist, dass die Pflanzen mehr in der Lage sind, Interaktion mit 05:16.130 --> 05:17.930 diesen Mykorrhiza-Pilzen zu machen. 05:18.070 --> 05:21.390 Wenn der Phosphat-Dunger so hoch im Boden ist, der Pilz bleibt 05:21.390 --> 05:21.830 draußen. 05:22.110 --> 05:24.930 Das heißt, wir sollten erst mal weniger dungen, dann könnten die 05:24.930 --> 05:27.130 Mykorrhiza -Pilze besser in die Pflanzen kommen. 05:27.450 --> 05:31.730 Aber Ziel ist auch, wie können wir diese Prozesse modifizieren, sodass 05:31.730 --> 05:35.110 die Pflanzen auch effizienter diese Phosphat auf den Boden nehmen. 05:35.110 --> 05:39.610 Und so brauchen wir weniger Phosphat und haben weniger Schaden von den 05:39.610 --> 05:41.050 Obernutzungen von Phosphat.