Fachagentur Nachwachsende RohstoffeEin Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Züchtung und Massenvermehrung von Torfmoosen zur industriellen Produktion eines nachwachsenden Substratausgangsstoffes für den Gartenbau (MOOSzucht); Teilvorhaben 2: Etablierung der in vitro-Kultivierung unter sterilen Bedingungen und Produktivitätssteigerung durch Smart Sphagnum Breeding - Akronym: MOOSzucht-TV_ALU

Anschrift
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg - Fakultät für Biologie - Institut für Biologie II
Schänzlestr. 1
79104 Freiburg im Breisgau
Projektleitung
Prof. Dr. Ralf Reski
Tel: +49 761 203-6969
E-Mail schreiben
FKZ
22007216
Anfang
15.05.2017
Ende
14.05.2021
Ergebnisverwendung
Im Projekt MOOSzucht ist es gelungen, die Sammlung der bereits bestehenden fünf Torfmoos-Arten auf 22 Torfmoos-Arten in axenischen Kulturen zu erhöhen. Davon wurden 18 Arten aus Sporen regeneriert (Heck et al. 2021a, DOI: 10.1111/nph.16922). Zwölf hochproduktive Mikroprovenienzen konnten durch Dekontamination von vegetativem Material in axenische Kultur aufgenommen werden. Von allen Arten wurden der Klon mit dem höchsten Biomassezuwachs sowie der Ploidiegrad bestimmt. Beim Ploidiegrad wurden innerhalb einer Art keine Abweichungen festgestellt. Für sechs priorisierte Arten wurden die Kulturbedingungen optimiert. In parallelen Experimenten mit kleinen Kulturvolumina von 50 - 200 mL wurden folgende Kulturparameter bestimmt: Medienzusammensetzung, Nährstoffverbrauch, Temperatur, CO2-Begasung, Lichtintensität und Beleuchtungsdauer. Die gewonnenen Erkenntnisse konnten auf die Kultivierung in 5 L-Photobioreaktoren übertragen werden (erfolgreiches Upscaling). Der Photobioreaktorprozess wurde für S. palustre, S. squarrosum und S. fuscum erfolgreich durchgeführt: mit für S. squarrosum 25-facher, für S. palustre 40-facher und für S. fuscum 50-facher Biomassezunahme, jew. innerhalb von 24 Tagen (Heck et al. 2021b, DOI: 10.1016/j.biteb.2021.100729).
Aufgabenbeschreibung
Die Verwendung von fossilem Torf für Substrate im Erwerbsgartenbau trägt substantiell zur Klimaerwärmung bei (CO2-Emission), führt zu Verlusten an Biodiversität und anderen Moor-Ökosystemdienstleistungen sowie an landwirtschaftlich nutzbarer Fläche. Torfmoos-Biomasse ist die meistversprechende Alternative. Sie kann mit vielfältigen Benefits nachhaltig auf wiedervernässtem, degradiertem Hochmoor kultiviert werden. Diese Paludikultur reduziert CO2-Emissionen, erhält landwirtschaftliche Flächen, erhöht Biodiversität, erhält Arbeitsplätze im ländlichen Raum und stärkt die regionale und nationale Wirtschaft. Die Ziele von "MOOSzucht" sind Produktivitätssteigerung auf züchterischer Basis, um Torfmoos rentabel anzubauen, und die massenhafte Vermehrung von Torfmoos als Saatgut für die Umsetzung von Torfmooskultivierung im industriellen Maßstab. Das Teilvorhaben_ALU zielt darauf, hochproduktive Torfmoose in axenische In vitro Kultur zu bringen (Kultur unter sterilen Bedingungen), um sie durch Polyploidisierung züchterisch bearbeiten zu können (Smart Sphagnum Breeding) und um mit individuell optimierten Wachstumsmedien einen Produktionsprozess in Rührkessel-Photobioreaktoren zu etablieren. Im TV_ALU werden die produktivsten Torfmoose in axenische In vitro-Kultur gebracht, indem Zellen mit Stammzellcharakter durch Oberflächensterilisierung dekontaminiert werden. Nach Regeneration der Torfmoose werden die Kultivare züchterisch bearbeitet, indem durch Protoplastenisolierung und –fusion in der Produktivität gesteigerte polyploide Kultivare erzeugt werden. Für die Massenvermehrung im Photobioreaktor werden geeignete Kulturparameter (Medienzusammensetzung, pH, Temperatur, Licht) entwickelt und die Produktion in 5l-Rührkessel-Photobioreaktoren etabliert. Die Kulturparameter werden in enger Zusammenarbeit mit den Partnern im TV_KIT entwickelt und alle Ergebnisse für die Massenvermehrung im Trickle bed-Reaktor zur Verfügung gestellt.

neue Suche