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Pflanzenzüchtung Sonnenblumen – Von der Augenweide zum Erdölersatz?

| Autor / Redakteur: Katharina Baumeister* / Christian Lüttmann

Außen gelb und innen kernig – Sonnenblumen können mit ihrem Öl eine Alternative zu herkömmlichem Rapsöl bieten. Und sogar einige erdölbasierte Produkte könnten durch das Bioöl ersetzt werden. Dafür müssen die Pflanzen aber entsprechend optimiert werden, etwa durch neuartige Zuchtstrategien. Solche erforscht ein Team der Technischen Universität München in einem laufenden Projekt.

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Prof. Brigitte Poppenberger im Sonnenblumenfeld
Prof. Brigitte Poppenberger im Sonnenblumenfeld
(Bild: Tobias Sieberer)

Freising – Die Sonne strahlt nicht nur am Himmel, sondern auch auf manchen Feldern. Zumindest im poetischen Sinne – denn dort präsentieren Sonnenblumen ihre gelbe Blütenpracht. Sie liefern in ihrer Wildform nicht nur Nahrung für Vögel und Nektar für Bienen, sondern sind auch in der Pflanzenzucht ein begehrtes Forschungsobjekt. So sind Sonnenblumen wegen ihres hochwertigen Öls auch wirtschaftlich interessant. Als Ölfrucht sind sie in Europa die zweitwichtigste und weltweit die viertwichtigste Kulturpflanze.

Vielseitiges Öl

Das Sonnenblumenöl wird durch Kaltpressung aus den Nussfrüchten gewonnen, den so genannten Achänen. Sie finden sich im Zentrum der großen Sammelblüte und sind besser bekannt als „Sonnenblumenkerne“. Das erhaltene Öl ist reich an der mehrfach ungesättigten Fettsäure Linolsäure (C18:2) und u.a. als Speiseöl sehr beliebt. Darüber hinaus hat es auch Potenzial zum Ersatz von erdölbasierten Produkten, wie als Pflanzenölkraftstoff oder für Öle und Schmierstoffe in der chemisch-technischen Industrie.

Um die Sonnenblume noch besser auf eine Zukunft als Lieferant hochwertiger Speiseöle und als Grundlage für Biotreibstoffe nutzbar zu machen, forscht Brigitte Poppenberger, Professorin für Biotechnologie gartenbaulicher Kulturen an der Technischen Universität München (TUM) an der Züchtung von Sonnenblumen.

Was dem Sonnenblumenöl noch fehlt

Für Anwendungen im technischen Bereich, aber auch für hochwertige Speiseöle, ist ein hoher Gehalt an der einfach ungesättigten Fettsäure Ölsäure (C18:1) vorteilhaft, da so genannte „High Oleic acid“ Öle mit Ölsäure-Gehalten von mehr als 85% eine hohe Oxidations- und Hitzestabilität aufweisen. Sonnenblumenöl hat mit einem Ölsäuregehalt von weniger als 50% keine ideale Zusammensetzung dafür. Poppenberger und andere Forscherinnen und Forscher der Sonnenblumenzüchtung versuchen daher, neue Sorten zu schaffen, die ölsäurereich sind.

„Das ist in der Theorie der Molekularbiologie eine leicht lösbare Aufgabe“, sagt die Biotechnologin. „Wir kennen das Enzym, das in Sonnenblumenkernen Ölsäure zu Linolsäure umsetzt. Es ist die Desaturase FAD2-1. Wenn wir seine Aktivität hemmen, reichert sich Ölsäure an“, erklärt sie. Genau diese Strategie wählt das TUM-Forschungsteam um Poppenberger, gemeinsam mit Dr. Volker Hahn von der Universität Hohenheim und Industriepartnern wie KWS, im laufenden Projekt Inno Sun.

Dabei wollen die Forscher die Sonnenblume konkurrenzfähiger machen, um das Spektrum der Ölpflanzen zur nachhaltigen Erzeugung von nachwachsenden Rohstoffen für den deutschen und europäischen Markt zu erweitern. „Dies erreichen wir durch die Kombination von neu generierten genetischen Ressourcen und innovativen Hochdurchsatzanalyseverfahren“, erklärt Poppenberger.

Krankheitsresistenz verbessern

Neben dem Ertrag und der Ölqualität ist die Krankheitstoleranz ein weiterer wichtiger Faktor, der die Sonnenblume für den Anbau insgesamt interessanter macht. Ein wichtiger Krankheitserreger ist der Pilz Sklerotinia sclerotiorum, dessen Entwicklung durch feuchtes und kühles Klima im Sommer begünstigt wird und der zu hohen Ertragsausfällen bei Sonnenblumen führt. In dem Forschungsprojekt wollen die Wissenschaftler die Sonnenblumen resistenter gegen diesen Pilz machen, der den großflächigeren Anbau in Deutschland bisher hemmt.

Wenn die Ölsäureproduktion sowie die Sklerotinia-Resistenz verbessert werden kann, steht der verbreiteten Nutzung der Sonnenblume als Lieferantin von hochwertigem Pflanzenöl auch in Deutschland nichts mehr im Wege. Sie bietet eine Alternative zu Raps, wäre eine Bereicherung der Artenvielfalt in den Kulturlandschaften und wohl auch ein ästhetischer Gewinn auf unseren Feldern.

Weitere Informationen: Zum Projekt Inno Sun gibt es weiterführende Informationen auf der Projekthomepage.

* K. Baumeister, Technische Universität München (TUM), 85748 Garching

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