Innovation

 

Entwicklung und Produktion einer neuen Zuckerrübensorte können bis zu zwölf Jahre dauern. Die Anpassung von Zuckerrüben an landwirtschaftliche Gegebenheiten, wie z.B. an Böden, klimatische Bedingungen sowie die Ansprüche der Landwirte, stellt eine züchterische Herausforderung dar. Ergebnis sind immer vielfältigere Produkte für Landwirte und Industrie.

 

Diese schnelle genetische Evolution lässt sich auf den technischen Fortschritt in der Pflanzenbiologie zurückführen. Und darauf, dass wir uns voll und ganz der Entwicklung innovativer Technologien, neuem Keimplasma, verbesserten Eigenschaften und Saatgutbehandlungen widmen.

 

 

 

Ein engagiertes Expertenteam

 

SESVanderHave investiert mehr als 18% seines Umsatzes in Forschung und Entwicklung. Ein schlagender Beweis unseres starken Engagements. Dank moderner, von Experten entwickelter Verfahren, zeichnet sich unser Saatgut durch seine bewährte Qualität und Zuverlässigkeit aus.

 

 

Kontinuierliche Optimierung

 

Keimplasma, Kreuzungen, Ertragsprüfungen und die Beobachtungen im Feld sind die Grundpfeiler für unsere Zucht. Seit einiger Zeit gesellt sich die Biotechnologie zu diesen traditionellen Verfahren hinzu.

 

Große biotechnologische Fortschritte sind auf die Anwendung von DNA-Technologie zurückzuführen. Die Analyse, Sequenzierung, Verwendung und Manipulation von DNA ermöglicht es, die Sorten im Hinblick auf ihre Leistungsstärke zu optimieren.

 

Die indirekte oder direkte Beeinflussung der DNA ist wichtiges Ziel der Biotechnologie. Eine Reihe von Instrumenten ermöglicht es uns,

 

  • DNA-Informationen zu analysieren und im Screening-Verfahren auf diejenigen Merkmale zu untersuchen, die in den Zuckerrüben zum Ausdruck kommen sollen,

 

  • genetische Kombinationen und Rekombinationen anhand vorliegender genetischer Informationen in einzelnen Pflanzen oder in vom Züchter gekreuzten Populationen zu verwalten und zu selektieren,

 

  • die Erbinformation (und damit die in den Genen kodierten Eigenschaften) durch Hinzufügen neuer genetischer Fragmente abzuwandeln oder zufällige oder gezielte Mutagenese einzusetzen, um die Erbinformation des Genoms und somit seine Eigenschaften zu verändern.

 

Ein weiterer Bereich der Biotechnologie ist die Zellbiologie – dies schließt z.B. die Methode der Mikropropagation von Pflanzen ein. Um eine vollständig funktionsfähige Pflanze aus Zellen zu erzeugen, werden bei uns spezielle eigentumsrechtlich geschützte Zellkulturverfahren entwickelt.

 

 

Pionier in der Verwendung von DNA-Markern

 

Selbstverständlich verfügen Zuchtexperten über weitere Techniken: Die Ermittlung des Phänotyps, die Bestimmung verschiedener Eigenschaften, die Erfassung von Daten sowie die Entschlüsselung komplexer Zellvorgänge, die maßgeblich bei der Zucht erwünschter Eigenschaften beteiligt sind.
 

Viele neue Meßverfahren wurden entwickelt, um Faktoren wie Merkmalsausprägung, Ertragsleistung, die optimale Saatgutausstattung sowie die Vorgänge im Saatgut oder in Pflanzen präzise zu erforschen.

 

SESVanderHave ist federführend in der Anwendung von DNA-Markern. Von uns wurde als einem der ersten Unternehmen eine Karte für Zuckerrüben erstellt, bekannte DNA-Fragmente zueinander in Bezug gestellt und für die Züchtung genutzt.

 

Es war uns möglich, Einblick in den Aufbau der Chromosomen zu nehmen und daraufhin das Genom anhand ausgewählter DNA-Proben aus den Zuckerrübenchromosomen im Screening-Verfahren zu untersuchen.

 

SESVanderHave entdeckte, dass sich diese DNA-Proben als Marker („Markierungspunkte“) für Eigenschaften, wie beispielsweise der Resistenz gegenüber dem Rizomaniavirus, einsetzen ließen.
 

 

Schnelle Technologie-Entwicklung

 

Mit der schnellen Entwicklung dieser Technologie wuchs auch die Möglichkeit, interessante DNA-Fragmente direkt zu vervielfältigen, anstatt sie mittels Hybridisierungstechniken auf einem Gel sichtbar zu machen.

 

So konnten wir zunehmend Marker in Genombereichen testen, die mit interessanten agronomischen Eigenschaften verbunden sind. Darunter einige Resistenzen, zum Beispiel gegen Pilzkrankheiten.

 

 

SNPs als Grundlage der neuen Markerplattform

Der neueste Stand der Forschung beruht auf Einzelnukleotid-Polymorphismen (SNPs), einem Markersystem, das einzelne Pflanzen auf Grundlage der Abweichung nur einer einzigen Nukleotidbase, dem primären Baustein der DNA in der Genomsequenz, zu unterscheiden vermag. Derartige Variationen sind in den Genomen höherer Organismen einschließlich der Pflanzen in großer Zahl vorhanden.

 

Ständige Weiterentwicklung von Markern

Der Einzelnukleotid-Polymorphismus ist die Basis unserer neuen Markerplattform. Im Rahmen der Erstellung einer solchen SNP-basierten Marker-Karte werden ständig weitere Marker entwickelt. Mit deren Hilfe können Unterschiede zwischen einzelnen Pflanzen aufgedeckt werden.

 

Damit ist es nun möglich, für jeden Genombereich eine Reihe verschiedener Marker festzulegen, die spezifisch für jedes Keimplasma sind.

 

Diese Unterschiede beruhen auf der Abweichung einer einzelnen Nukleotidbase. Diese wird in ein fluoreszierendes Signal umgewandelt und läßt sich einfach am Computer detektieren.

 

 

Investition in neue Technologie

Um eine robotergesteuerte Plattform mit hohem Durchsatz für die Anwendung seiner eigentumsrechtlich geschützten SNPs aufzubauen, hat SESVanderHave stark investiert.

 

Die Plattform verarbeitet mehreren Millionen Datenpunkte pro Jahr und ist kostengünstiger und schneller als bestehende Technologie. Zehntausende von Pflanzen lassen sich so hinsichtlich ihrer genetischen Information prüfen, damit während des gesamten Züchtungsverlaufs selektiv auf Eigenschaften eingegriffen werden kann.

 

2009 wurde damit begonnen, die Anzahl eigentumsrechtlich geschützter SNPs zu erhöhen. Dabei wurden Genomsequenzen der Zuckerrübe als Ausgangsmaterial verwendet.

 

 

Mehr Effizienz bei der Bestimmung agronomischer Eigenschaften

Mit hochentwickelten, von Dienstleistern zur Verfügung gestellten Methoden zur DNA-Sequenzierung werden daraus Sequenzdaten von etlichen Zuchtlinien erzeugt, um Tausende von neuen SNP-Markern zu entwickeln.

 

Mit einer deutlich erhöhten Dichte solcher Marker wird es effizienter sein, komplexe, quantitativ vererbte Eigenschaften (QTL), die sich auf verschiedene Genombereiche verteilen, durch z.B. klassische Kartierung oder Assoziationskartierung zu identifizieren und damit Marker für Ertrag, qualitätsbezogene Eigenschaften, abiotischen Stress und andere agronomische Eigenschaften zu bestimmen.

 

 

 

Genomsequenzierung

 

Das Genom wurde sequenziert.  Dieses Jahr!

 

Ein internationales Forscherteam hat erstmals das Genom der Zuckerrübe sequenziert und damit den genetischen Bauplan einer bedeutenden Nutzpflanze entschlüsselt. Die Ergebnisse wurden jetzt in der renommierten internationalen Zeitschrift „Nature“ veröffentlicht. Neben einer ausgewählten Sorte sequenzierte die Forschergruppe vier weitere Zuchtlinien, eine Wildrübe als potenziellen Vorläufer sowie Spinat als nahen Verwandten der Zuckerrübe.

 

Wir arbeiten auch an einem Projekt zur Sequenzierung des Zuckerrübengenoms. Es zielt darauf ab, die genaue Reihenfolge der Nukleotidbasen in großen Teilen des Genoms zu bestimmen. Hieraus soll sich eine exakte physische Karte ergeben, auf der große Sequenzbereiche mit Erbinformation entschlüsselt sind.

 

Mit Hilfe einer Reihe automatisierter Annotationsverfahren wird bereits mit der Identifikation von Genen anhand aller verfügbaren genomischen Datenbanken begonnen. Dabei arbeiten renommierte Forschungszentren mit SESVanderHave zusammen.

 

Ergebnisse aus QTL-Feinkartierungen ermöglichen uns, spezielle Genombereiche gezielt für die Annotation auszuwählen. So werden potentielle Kandidatengene identifiziert.

 

 

Entdeckung neuer Eigenschaften

 

Dadurch wird SESVanderHave in der Lage sein, Gene und regulatorische Sequenzen zu identifizieren, die bislang noch nicht beschrieben wurden. Sie können auch für Projekte der Transgenetik nützlich sein: Die Entdeckung neuer Eigenschaften, die durch klassische Mutationstechnologien verstärkt werden können.

 

Es lassen sich dadurch schnell Kandidatengene identifizieren und isolieren, die dann durch Überexpression oder Ausschaltung mittels Transgenetik untersucht werden würden.

 

In Zusammenarbeit mit akademischen Forschungsgruppen und Biotechnologie-unternehmen werden gezielte Mutationsstrategien auf spezielle Schlüsselgene angewandt, um deren Ausprägung zu verstärken oder das Regulationsmuster zu verändern.

 

 

Beispiel Kohlenhydratstoffwechsel

 

Ein Beispiel dafür sind die am Kohlenhydratstoffwechsel beteiligten Gene. Diese könnten verändert werden, um eine beträchtliche Erhöhung des Saccharosegehaltes der Rübe zu bewirken.

 

Die direkte Transformation bestimmter Gene in der Zuckerrübe, trägt wesentlich dazu bei, die Wettbewerbsfähigkeit gegenüber Zuckerrohr zu erhalten. SESVanderHave arbeitet außerdem gemeinsam mit Partnern aus der Industrie an alternativen Einsatzmöglichkeiten der Zuckerrübe.

 

 

Auf Einzelzellen basierendes Regenerationssystem

 

Eine spezielle, von uns entwickelte Technologie ist das auf Einzelzellen basierende Regenerationssystem, welches auf der Totipotenz der Schließzellen der Stomata (Spaltöffnungen), einem relativ spezifischen Merkmal der Gattung Beta, gründet.

 

Mit diesem System können in kurzer Zeit viele genetisch modifizierte Pflanzen auf berechenbare Weise erzeugt werden. Dadurch können wir im Screening-Verfahren schnell neue Eigenschaften oder bestimmte Gene untersuchen. So können wir die Gesamtfunktionsweise der Pflanze und die biologischen Vorgänge besser verstehen und letztendlich die Leistung verbessern.

 

Neuartige Eigenschaften wie Virusresistenz, verringerter Düngerbedarf, verbesserter Wasserverbrauch, erhöhter Zuckergehalt und die Kontrolle des Blühverhaltens werden untersucht und bewertet. Herbizidresistentes Saatgut ist bereits auf dem Markt: In den nächsten zehn Jahren wird dies Wege zu weiteren neuen Märkten eröffnen.

 

 

Weitere regulatorische Genomsequenzen isoliert

 

SESVanderHave hat weiterhin eigene regulatorische Genomsequenzen isoliert, die nur in bestimmten Bereichen der Zuckerrübe die Ausprägung eines Gens bewirken können. Dies wird uns in die Lage versetzen, die Ausprägung bestimmter Merkmale zeitlich und räumlich dort zu konzentrieren, wo sie notwendig sind.

 

 

Verbessert: Lagerung und Keimung

 

Neben vielen Aufgaben im züchterischen Bereich wendet SESVanderHave erhebliche Mittel und Anstrengungen auf, um die Prozesse der Keimung besser zu verstehen. Besonders interessiert uns, welche Faktoren eine gute Lagerung und Keimkraft gewährleisten.

 

Es geht um optimale Haltbarkeit des Saatguts. Genaue Meßverfahren oder DNA-Technologien sollen entsprechende Gene und Vorgänge identifizieren. Dadurch können neue Marker entwickelt werden, wodurch wir unseren Kunden eine noch bessere Saatgutqualität garantieren können.

 

Unsere Experten im Bereich Saatguttechnologie werden auch ihren Beitrag leisten, wenn es um Verbesserungen und Neuentwicklungen bei der sich weiterentwickelnden Pillier- und Beschichtungstechnologie geht.

 

Unsere im Werk angewandte Saatgutaktiveirung „Start`Up“ hat erneut gezeigt, wie schnell und professionell das Unternehmen neuartiges Saatgut auf den Markt bringen kann.

 

Dieses so behandelte Saatgut liefert homogenere Zuckerrübenpflanzen mit höherem Ertragspotential.

 

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