Kommission wählt drei von acht Projekten aus: In ihnen wird nach natürlichen Gegenspielern gefahndet, Pflanzenwachstumsmodelle entwickelt oder die Vernetzung von Forschungsdaten vorangetrieben.
Kooperation und Vernetzung beleben das Wissenszuwachsgeschäft: Aus diesem Grund wurde im vergangenen Jahr (2019) beschlossen, künftig zusätzliche Mittel für JKI-interne Verbundvorhaben in einem Ausschreibungsverfahren zu vergeben. Dazu sollten sich mindestens drei der 17 Fachinstitute des JKI zusammenfinden, die alle drei thematischen Säulen des JKI abdecken, die (i) Pflanzengenetische Vielfalt und Züchtungsforschung, (ii) den Schutz der Kulturpflanze und (iii) die Agrarökosysteme.
Folgende drei Projekte überzeugten die unabhängige externe Gutachter-Kommission und werden unten näher erklärt:
- BioSam: Erfassung und Charakterisierung der Sammlungen arthropoden- und phytopathogener Mikroorganismen und Viren des JKI im Hinblick auf invasive Schädlinge an Kulturpflanzen im Klimawandel
- MORGEN: MOdellierung von TRockenstresstoleranz in GerstE unter Anwendung von biologischem PflanzeNschutz – die Kulturpflanze von MORGEN
- JKI-Data Cube: Aufbau multiskalarer Datenwürfel nach FAIR-Prinzipien
Hintergrund: Die Institute und Organisationseinheiten durften eine Idee für ein gemeinsames Forschungsprojekt einreichen. Von vornherein war klar, dass nicht alle vorgeschlagenen Projekte finanziert werden können. Den nötigen Finanzierungsanschub sollten die Ideen erhalten, die die Vernetzung zwischen den Fachinstituten der verschiedenen Säulen voranbringen und bei der Bearbeitung von Themen der Ackerbaustrategie des Bundeslandwirtschaftsministeriums Synergieeffekte freisetzen. Der Wissenschaftliche Beirat des JKI begutachtete als unabhängige Instanz die insgesamt acht eingegangenen Projektvorschläge und wählte schließlich drei zu fördernde Vorhaben aus. Jeder Projektantrag wurde von zwei Beiratsmitgliedern getrennt begutachtet. Auf der Grundlage dieser Gutachten wurde von einer vierköpfigen Kommission des Wissenschaftlichen Beirats die Auswahl der Projekte vorgenommen, deren Förderung im Jahr 2020 beginnt und drei Jahre dauert. Mehr Infos zum Wissenschaftlichen Beirat des JKI: Wissenschaftlicher Beirat
Zu BioSam:
Um Pflanzenkrankheiten und -schädlinge zu bekämpfen, werden am JKI bedeutende Sammlungen (Link Sammlungen und Zuchten) von Schaderregern und ihrer natürlichen Antagonisten vorgehalten. Im neuen Projekt BioSam sollen die Mikroorganismen und Viren in bestehenden Sammlungen des JKI daraufhin untersucht werden, ob sie das Potenzial haben, invasive Schadorganismen an Kulturpflanzen zu bekämpfen. Befördert durch Klimawandel und den globalen Handel werden neue Organismen bei uns eingeschleppt, die hier keine natürlichen Gegenspieler bzw. Fressfeinde haben. Um solche potenziell invasiven Arten erfolgreich bekämpfen zu können, müssen neue Pflanzenschutzstrategien, insbesondere biologische und umweltschonende Maßnahmen, entwickelt werden.
Hierzu werden im Rahmen von BioSam Methoden etabliert und optimiert, die es erlauben, Schad- und Nutzorganismen und Viren in den Sammlungen des JKI zu charakterisieren und zu inventarisieren (siehe dazu auch https://arthropodenkrankheiten.julius-kuehn.de/index.php bzw. https://arthropodenzuchten.julius-kuehn.de/). Dazu kommen modernste Methoden der Mikroskopie, Marker- und Genomsequenzierung zum Einsatz, sowie ein einheitliches Prozess- und Datenmanagement. Dadurch werden sowohl neue als auch in den Sammlungen schlummernde Ressourcen erschlossen. Vier JKI-Institute bringen ihre Sammlungen von Viren und Mikroorganismen ein, das Institut für biologischen Pflanzenschutz, das Institut für Epidemiologie und Pathogendiagnostik, das Institut für die Sicherheit biotechnologischer Verfahren und das Institut für Resistenzforschung und Stresstoleranz. Damit alle Informationen über eine Datenbank verfügbar gemacht werden können, ist auch die Abteilung Datenverarbeitung des JKI an BioSam beteiligt.
Zu MORGEN:
Auch das zweite Projekt MORGEN hat den Klimawandel im Blick, hier insbesondere den Trockenstress. Das Versuchsobjekt ist Gerste. Im Projektvorhaben werden die Expertisen von drei JKI-Instituten kombiniert. Das Institut für Strategien und Folgenabschätzung (SF) bringt seine Kompetenz zu prozessbasierten Pflanzenwachstumsmodellen ein, das Institut für Biologischen Pflanzenschutz (BI) sein Wissen zu Naturstoff-basierten Pflanzenstärkungs- und Pflanzenschutzmitteln. Die Expertise zu den genetischen Grundlagen der Trockenstresstoleranz steuert das Institut für Resistenzforschung und Stresstoleranz (RS) bei. Die Partner wollen Parameter identifizieren, die in ihrer Kombination eine bestmögliche Trockenstresstoleranz in Gerste hervorrufen und auf die in künftigen Züchtungsprogrammen selektiert werden kann. Zudem suchen sie nach biologischen Präparaten, die diese Toleranzeigenschaften unterstützen.
Neben der Trockenstresstoleranz wird auch die Anfälligkeit gegenüber Echtem Mehltau untersucht. Denn es soll überprüft werden, ob Gene, die an der Trockenstressantwort beteiligt sind, negativ bzw. positiv mit den Genen interagieren, die für die Pathogenanfälligkeit verantwortlich sind. Zusätzlich wird evaluiert, in welchen Entwicklungsstadien sich bestimmte Eigenschaften besonders auf den Ertrag auswirken. Um dieses komplexe multifaktorielle Geschehen zu durchdringen, werden prozessbasierte Pflanzenwachstumsmodelle entwickelt, die simulieren, wie Genotyp, Umwelt und Management miteinander interagieren. Die Modelle werden mit den Daten der Pflanzen gefüttert, die im Gewächshaus bzw. auf dem Feld erhoben werden. Genotypen mit vorteilhaften Eigenschaften können dann im Computermodel in diversen Umwelten getestet werden, auch unter Klimaszenarien der Zukunft.
Zu DataCube:
Das dritte Projekt DataCube zielt auf die Verbesserung der Infrastruktur ab, um den Zugang zu Forschungsdaten und deren Verknüpfung zu erleichtern. Dazu gehören beispielsweise Satellitenbilddaten, wie sie im Rahmen des Europäischen Copernicus-Programms für Deutschland fast täglich erhoben werden, oder geo-referenzierte Sensordaten, die z.B. mit Hyperspektral-Kameras im Feld erhoben werden. Weitere Forschungsdaten, die am JKI erhoben bzw. verarbeitet werden, sind genetische Daten, sowie Charakterisierungs- und Evaluierungsdaten und schließlich Analytik-Daten. Diese unterschiedlichen Datensätze sollen mittels JKI-DataCube sinnvoll miteinander verknüpft und für landwirtschaftliche Fragestellungen analysefertig verfügbar gemacht werden. Das Projekt leistet einen wichtigen Beitrag zur Digitalisierung der Landwirtschaft, die helfen soll, Nachhaltigkeit, Klimaanpassung und Wirtschaftlichkeit in der pflanzlichen Produktion unter einen Hut zu bekommen. Für DataCube zusammengetan haben sich drei Fachinstitute, die mit unterschiedlichen Methoden Datenreihen im Feld erheben, das Institut für Strategien und Folgenschabschätzung, das Institut für Anwendungstechnik sowie das Institut für Rebenzüchtung. Gleichzeitig ist DataCube auch ein Pilot-Projekt, um die am JKI verabschiedete Data Policy umzusetzen, die darauf abzielt, Daten besser auffindbar, zugänglich, interoperabel und nachnutzbar zu machen. Wegen dieses Aspekts ist das „Informationszentrum und Bibliothek“ eingebunden. Die Datenverarbeitung prüft und bewertet den DataCube-Ansatz hinsichtlich seiner strategischen Bedeutung für das Forschungsdatenmanagement im JKI.