Die Widerstandsfähigkeit von Tomaten gegenüber dem Klimawandel erhöhen
Die Tomate ist eines der Grundnahrungsmittel in der EU und wird in ganz Europa auf offenen und geschützten Feldern sowie in Gewächshäusern angebaut. Landwirtschaftliche Betriebe sehen sich in Bezug auf ihre Tomatenpflanzen mit einem kombinierten Wasser- und Nährstoffstress konfrontiert, weshalb Lösungen erforderlich sind, um die Erträge zu sichern und die Umwelt zu schonen. Das EU-finanzierte Projekt TomRes erprobte und optimierte daher nachhaltige Anbaustrategien wie den Zwischenfruchtbau von Hülsenfrüchten, Techniken zur präzisen Düngung und Bewässerung, die Beeinflussung symbiotischer Mikroorganismen und die Verwendung von Wurzelstöcken, die besser für die Wasser- und Nährstoffaufnahme aus dem Boden geeignet sind. Darüber hinaus führten die Projektpartner eine Auswahlpipeline ein, um die Tomatengenotypen zu ermitteln, die am widerstandsfähigsten gegenüber kombiniertem Stress (Dürre und Nährstoffmangel) sind. „Von rund 10 000 verfügbaren Neuanschaffungen wurden über 200 auf freiem Feld untersucht, darunter 80 mediterrane Landsorten mit langer Haltbarkeit, um aus 43 dieser Neuanschaffungen eine TomRes-Sammlung von Linien zusammenzustellen, die eine überlegene Toleranz gegenüber kombiniertem Stress aufweisen“, erläutert Projektkoordinatorin Andrea Schubert.
Tomaten widerstandsfähiger und leistungsfähiger gestalten
TomRes hat zu grundlegenden wissenschaftlichen Fortschritten wie mehr als 20 neuen Allelen (und Linien, die diese tragen) beigetragen, die dabei helfen können, die Leistung von Tomaten unter Stress zu steuern, und die bei der markerunterstützten Selektion zur Verbesserung der Widerstandsfähigkeit eingesetzt werden können. Das Projekt lieferte aber auch neue Erkenntnisse über die Rolle zweier zentraler Phytohormone, Strigolaktone und Brassinosteroide bei der Widerstandsfähigkeit, der Entwicklung und dem Umweltgedächtnis von Pflanzen. So entdecke TomRes mithilfe fortschrittlicher Phänotypisierungstechnologie neue wurzelassoziierte Merkmale, die für die Widerstandsfähigkeit gegenüber kombiniertem Stress relevant sind. Diese neuen Merkmale beziehen sich auf die Wurzelarchitektur und -physiologie und sind mit nützlichen Mikroben verbunden. „Wir konnten die Anbaumethoden (variable Bewässerung und Düngung, widerstandsfähige Wurzelstöcke, Biostimulatoren, Gründüngung und Fruchtfolgen) optimieren und Kombinationen dieser Methoden für eine optimale Widerstandsfähigkeit gegenüber kombiniertem Stress bei Tomaten bestimmen“, so Schubert. Die ausgewählten Tomatenlinien und Widerstandsfähigkeitsmerkmale stellen eine zugängliche Quelle für Tomatenbetriebe dar, die daran interessiert sind, der Landwirtschaft widerstandsfähige Genotypen zu bieten. Das im Rahmen des Projekts festgesteckte Ziel, den Wasser- und Düngemittelbedarf zu reduzieren, konnte mit den optimierten Anbautechniken nachweislich erreicht werden. Damit bietet TomRes nun eine solide Grundlage für den Tomatenanbau der nächsten Generation, der sowohl ökologisch als auch ökonomisch nachhaltiger ist.
Anwendung der Projektkonzepte auf weitere Forschungsarbeiten
Nachdem die Projektpartner die erforderlichen Berichte bereitgestellt haben, arbeiten sie derzeit aktiv an der Animation einer Forschungsszene, in der die TomRes-Konzepte mithilfe nationaler und EU-Finanzmittel sowohl für Tomaten als auch für andere Kulturpflanzen weiter verbessert und umgesetzt werden können. Ein Beispiel ist das PRIMA-finanzierte Projekt VEG-ADAPT, das die TomRes-Konzepte auf den Mittelmeerraum und andere Kulturpflanzen überträgt. Die am Netzwerk beteiligten landwirtschaftlichen Betriebe und die Industrie legen dabei den Grundstein für die kommerzielle Nutzung der für sie interessanten Projektergebnisse. Außerdem profitierte das Projekt in hohem Maße von einem Beirat aus Interessengruppen, der eigens dafür eingerichtet wurde, um über den gesamten Lebenszyklus des Projekts Ratschläge und Rückmeldungen zu geben, und der zum partizipativen Konzept von TomRes beitrug. Da sich die Verbreitung der Ergebnisse an Forschende, landwirtschaftliche Betriebe und die Öffentlichkeit als intensiv erwies, wurde sie auch während der COVID-19-Pandemie nicht eingestellt, in deren Verlauf eine Online-Sommerschule und zwei Workshops abgehalten wurden. Durch Umfragen zur Akzeptanz nachhaltiger Tomaten bei den Verbrauchenden ist es schließlich gelungen, die Konzepte des Projekts einem noch breiteren Publikum erfolgreich zugänglich zu machen und das Interesse der Gesellschaft an neuartigen, umweltfreundlicheren und nachhaltigeren Anbausystemen zu messen.
Schlüsselbegriffe
TomRes, Tomaten, Tomatenanbau, Pflanzenanbau, Widerstandsfähigkeit von Pflanzen