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Dem Lebenszyklus der Rüben auf der Spur
CAU Kiel Jubiläum: 350 Jahre CAU Kiel

Serie: Wer forscht denn da? Dem Lebenszyklus der Rüben auf der Spur

Im Jubiläumsjahr auf Entdeckungstour an der Kieler Uni: Zusammen mit Nadine Höft ziehen wir uns die Gummistiefel an und erfahren, dass das Thema einer Doktorarbeit mitunter echte Knochenarbeit sein kann.

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Was bewegt die Zuckerrübe zum Blühen? Die 28-jährige Nadine Höft forscht an der Christian-Albrechts-Universität an den Pflanzen, die unter anderem im Keller des Instituts in Klimakammern wachsen.

Quelle: Ulf Dahl

Kiel. Auf einem Gelände zwischen dem Biologischen Institut und dem Botanischem Garten wachsen Hunderte Zuckerrüben für Nadine Höfts Projekt. Fast täglich zieht sie hier Unkraut, sorgt für Wasser und kontrolliert, ob sich bereits ein Blühtrieb entwickelt hat. Im vergangenen Jahr wuchsen hier sogar 7500 Rüben, die betüddelt werden mussten. „Anschließend war ich reif für die Physiotherapie“, erzählt die 28-Jährige vom Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung lachend. Aber all das stört sie nicht. Denn sie hat ein Ziel: Sie will herausfinden, was eine Zuckerrübe zum Blühen bewegt und welche Gene dahinterstecken.

 Bei den meisten Pflanzen sind Blüten ja etwas Tolles. Nicht so bei der Zuckerrübe. Sobald sie beginnt einen Blühtrieb auszubilden, wird kaum noch Energie in die Wurzelausbildung gesteckt. Und das will kein Landwirt. „Normalerweise ist die Zuckerrübe zweijährig“, erzählt Nadine Höft. „Das bedeutet, im ersten bildet sie den Rübenkörper und im zweiten Jahr nach dem Winter blüht sie und produziert Saatgut.“ Geerntet wird immer vor dem Winter, damit eine Blüte erst gar nicht entstehen kann. Manchmal bilden einige Rüben auf dem Feld auch schon im ersten Jahr einen Blühtrieb, was die Landwirte ärgert. Per Hand müssen sie die sogenannten Schosserrüben herausziehen, damit sie nicht ihre Samen verstreuen. „Die Züchter vermuten, dass niedrige Temperaturen nach der Aussaat im Frühjahr dafür verantwortlich sein können. Das will ich nun genauer untersuchen.“

 Um den Lebenszyklus der Rübe zu verstehen, wendet sie in ihrem Labor raffinierte Methoden an. Dabei klont sie Blühgene der Rübe und transferiert diese in die Modellpflanze Arabidopsis, bei uns auch als Acker-Schmalwand bekannt. „Sie wird weltweit als Modelorganismus benutzt. Sie schafft es innerhalb von acht Wochen von der Aussaat bis zur Reife und lässt sich leicht manipulieren. Was wir an dieser Pflanze lernen, können wir auf andere Pflanzen übertragen, wie etwa auf die Zuckerrübe.“ Mithilfe von Enzymen, die wie Scheren wirken, werden die Zuckerrüben-Gene in einen „Vektor“, eine Art Transporter gebracht. Dieser Transporter wird anschließend mit allerlei Tricks Bakterien untergejubelt.

Handarbeit ist gefragt

 Im Brutschrank bei 37 Grad gedeihen die Bakterien über Nacht und werden in eine Zuckerlösung gegeben. Damit die Zuckerrüben-Gene in der Acker-Schmalwand kommen, ist Handarbeit gefragt. Beim sogenannten „Floral dip“ schnappt sich Höft eine blühende Pflanze, in die sie das Gen einbringen möchte, und tunkt die Blüten in die Zuckerlösung. Über die Fruchtknoten bauen die Bakterien die Gene in die Pflanzen ein. Nach dem Abreifen erntet sie Samen, die das Zuckerrüben-Gen enthalten. Jetzt beginnt die eigentliche Arbeit: Sie kann neue Pflanzen großziehen, ihr Blühverhalten beobachten und dokumentieren.

 Die Pflanzen von Höft wachsen nicht nur auf dem Feld, sondern auch in Gewächshäuser und im Keller des Instituts in Klimakammern. „Hier simuliere ich verschiedene Umweltbedingungen“, erklärt die Forscherin, die für ihre Arbeit ein Stipendium der Max-Planck-Research-School für Evolutionsbiologie bekommen hat. „Mal erhalten die Pflanzen 22 Stunden Licht, mal 16 Stunden. Mal herrschen Temperaturen wie im Winter, mal wie im Sommer. Ich will herauskitzeln, was genau den Lebenszyklus der Rübe beeinflusst und wie die Blühgene aussehen, die dahinterstecken“, sagt sie und streicht liebevoll über das dichte Grün vor ihr. „Wenn ich nachschaue, ob zwischen den Blättern schon ein Blühtrieb kommt, ist das wie Meditation für mich. Und der Geruch ist einfach herrlich – irgendwie wie frischer Mangold.“

 Ursprünglich hatte Höft nichts mit Botanik am Hut. „Ich bin eigentlich Zoologin“, erzählt die gebürtige Rendsburgerin . „Ich habe meine Bachelorarbeit über Würmer geschrieben und im Zoologischen Museum und auch im Wildpark Eekholt Führungen gegeben.“ Doch durch Jobs an der Uni kam sie zu den Pflanzenzüchtern und war begeistert. „Wir sind ein echtes Team“, schwärmt sie. Im nächsten Sommer möchte sie mit ihrer Doktorarbeit fertig sein. Für Hobbys bleibt nicht viel Zeit, auch wenn sie vor ein paar Jahren das Fotografieren für sich entdeckt hat. Schwarz-Weiß und mit alten Kameras und ganz klassisch selber entwickeln. Doch das muss warten.

 Die Landwirte träumen nämlich von der sogenannten Winterrübe, die im Herbst ausgesät wird und über Winter auf dem Feld bleibt. Das hätte zwei Vorteile: Der Ertrag würde um bis zu 30 Prozent gesteigert, und die Rübe könnte als Energiepflanze für Biogasanlagen den Winter über Substrat liefern. Bis dahin wird sich Höft noch etliche Märsche in Gummistiefeln über ihr Forschungsfeld machen. Die Begeisterung für ihre Pflanzen treibt sie an.

 In zwei Wochen nehmen wir Sie mit in ein Chemielabor, wo an der Batterie der Zukunft getüftelt wird.

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Ein Artikel von
Kristiane Backheuer
Lokalredaktion Kiel/SH

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