Innovationen bei der Prüfung von Pflanzensorten konzentrieren sich auf Nachhaltigkeit und Resilienz
Neue Pflanzensorten sind ein bedeutsamer Bestandteil einer produktiven Landwirtschaft. Die Vermarktung einer neuen Sorte setzt voraus, dass sich die neuen möglichen Sorten von den bestehenden Sorten unterscheiden, und zwar in erster Linie anhand morphologischer Kriterien. Außerdem müssen die Merkmale einheitlich und stabil sein. Diese Prüfung auf „Unterscheidbarkeit, Homogenität und Beständigkeit“ ist für die Erteilung des Sortenschutzes(öffnet in neuem Fenster) erforderlich. Die neue Sorte muss außerdem gut funktionieren. Dies wird durch die Prüfung des „landeskulturellen Wertes“ ermittelt, bei der die Leistung von Pflanzenarten durch die Bewertung von Merkmalen wie Ertrag, Qualität und Krankheitsresistenz gemessen wird. Diese Prüfungen sind Bestandteil der gesetzlichen Prüfungen in ganz Europa. Ziel des EU-finanzierten Projekts InnoVar(öffnet in neuem Fenster) ist es, die Effizienz dieser Tests zu erhöhen und die Testkapazitäten durch den Einsatz modernster Technologien auf Merkmale der Widerstandsfähigkeit und Nachhaltigkeit zu erweitern.
Genomik, Phänomik und Bildgebung
Die Genomik birgt ein enormes Potenzial für den Einsatz bei diesen Prüfungen und erhöht die Effizienz, indem sie die Anzahl der in teuren Feldversuchen benötigten Vergleichssorten verringert. Die Phänomik, bei der Drohnen zur Erfassung von Informationen über die Pflanzenentwicklung eingesetzt werden, verringert den Zeitaufwand für die Messung von Merkmalen im Vergleich zur arbeitsintensiven manuellen Erfassung. „InnoVar hat nachgewiesen, dass die Genomik mehrere Merkmale ermitteln kann, die für Prüfungen relevant sind, und dass Luftbilder in beide Prüfungen integriert werden können, was deren Effizienz erhöht. Außerdem hat das Projektteam aufzeigen können, dass es möglich ist, die Prüfung auf Unterscheidbarkeit, Homogenität und Beständigkeit in nur einem Jahr an zwei Standorten und nicht in zwei Jahren an einem Standort durchzuführen“, kommentiert Projektkoordinatorin Lisa Black vom Agri-Food and Biosciences Institute(öffnet in neuem Fenster).
Umweltdaten und maschinelles Lernen nutzen
Umweltdaten sind ein wichtiger Faktor, um die Eignung von Sorten für verschiedene Anbauszenarien zu beurteilen. Bodentyp und Wettermuster sind für die Leistung entscheidend und werden mit dem Klimawandel immer wichtiger. Durch maschinelles Lernen kann nach Mustern gesucht werden und die Leistungsfähigkeit von Sorten auf der Grundlage komplexer genomischer, phänomischer, phänotypischer und umweltbezogener Daten vorhergesagt werden. InnoVar hat ein innovatives Empfehlungssystem für Sorten entwickelt, das den Ansatz „hohe Leistung, geringes Risiko“ anwendet, um die Reaktion der Sorten auf äußere Faktoren je nach Kultur und Standort zu bewerten. Es erkennt und bewertet die Sorten hinsichtlich ihrer Nachhaltigkeit und Widerstandsfähigkeit. „Unser Fokus auf Widerstandsfähigkeit und Nachhaltigkeit anstelle von maximaler Leistung wird gewährleisten, dass neue Pflanzensorten einen wichtigen Beitrag zu nachhaltigen landwirtschaftlichen Systemen leisten, die besser auf klimatische Herausforderungen reagieren können“, sagt Black.
Neue Datenbank und Modell für die Zukunft
InnoVar führte umfangreiche Feldversuche durch und überwand dabei die Herausforderungen der COVID-19-Pandemie, um das Versuchssaatgut in fünf agroklimatischen Zonen und 10 Ländern zu verteilen. Dadurch gelang es dem Team, eine Datenbank mit harmonisierten genomischen, phänomischen, phänotypischen und umweltbezogenen Daten zu erstellen, die bei Prüfungen in ganz Europa gesammelt wurden. Das Projektteam konnte vermitteln, dass das Verfahren der Sortenprüfung auf die agroklimatischen Zonen zugeschnitten sein sollte, dass aber ein Potenzial für eine Harmonisierung zwischen den Regionen in Europa besteht. Die Ergebnisse von InnoVar wurden über das Gemeinschaftliche Sortenamt der EU und den Internationalen Verband zum Schutz von Pflanzenzüchtungen an Sortenämter sowie über Verbreitungsmaßnahmen an landwirtschaftliche Betriebe weitergegeben. „Künftige Projekte können auf den Ergebnissen von InnoVar aufbauen, um sicherzustellen, dass effizientere Methoden der Sortenprüfung eingeführt werden, um Informationen über Nachhaltigkeit und Widerstandsfähigkeit zu erfassen“, fasst Black zusammen. Die neuen Pflanzensorten sollten in Europa Verbreitung finden, um den Herausforderungen des Klimawandels gewachsen zu sein.
