Vom Feld zur Pflanzenfabrik! Chinesische Wissenschaftler haben eine neue Methode der Pflanzenzüchtung vorgeschlagen.

Kürzlich hat das Team um Yang Qichang vom Institut für Stadtlandwirtschaft der Chinesischen Akademie der Agrarwissenschaften in Zusammenarbeit mit dem Institut für Pflanzenwissenschaften derselben Akademie, dem Institut für Moderne Landwirtschaft der Peking-Universität sowie der Shenzhen BGI Wanshi Technology Co., Ltd. und weiteren Partnern eine völlig neue Methode der Pflanzenzüchtung vorgeschlagen: die Pflanzenzucht‑Fabrik. Die entsprechenden Forschungsergebnisse wurden in der internationalen Fachzeitschrift „Molecular Plant“ veröffentlicht.

Angesichts der langen Züchtungszyklen und der geringen Effizienz traditioneller Methoden schlägt der Beitrag vor, die zeitintensiven Züchtungsschritte ins Innere zu verlagern und sie unter präzise gesteuerten Bedingungen eines Pflanzenzucht‑Accelerators rasch iterativ fortzuführen. Dabei werden molekulare Design‑Züchtungsmethoden sowie phänotypische Modellvorhersagen kombiniert, sodass ein vollständiger Zyklus von der Saat bis zur nächsten Saat innerhalb der Fabrik abgeschlossen werden kann. Dies bricht die Abhängigkeit der Züchtung von natürlichen Umweltbedingungen und verkürzt die Entwicklungszeit neuer Sorten erheblich.

Im Artikel wird die Entwicklung der Zucht‑Fabrik in fünf Stufen unterteilt:

Version 1.0: Nur die vorzeitige Blüte von Kulturpflanzen wird ermöglicht;

Version 2.0: Eine deutliche Verkürzung des gesamten Lebenszyklus;

Version 3.0: Einführung der Umwelt‑Omics; durch gezielte Kombination verschiedener Temperatur-, Licht‑ und Wasserparameter werden Gene für Umweltanpassung identifiziert und im Feld getestet;

Version 4.0: Integration von Big Data und KI; zusammengeführte Daten zu Genotyp, Phänotyp und Umwelt werden modelliert, um „Design‑Züchtung“ zu realisieren;

Version 5.0: Theoretische Konzeption – die synthetische Züchtung von Pflanzen innerhalb einer Fabrik, die das klassische Feldkonzept grundlegend auf den Kopf stellt.

Das Team um Yang Qichang vom Institut für Stadtlandwirtschaft hat über viele Jahre hinweg kontinuierlich an der Entwicklung und Anwendung der Pflanzenzucht‑Fabrik geforscht und innovative Technologien entwickelt, darunter Geräte zur gekoppelten Regelung von Umwelt‑ und Nährstoffbedingungen für die schnelle Vermehrung von Kulturpflanzen. Zudem wurde eine Methode zur präzisen, in situ‑Erfassung von Pflanzenphänotypen sowie ein dynamisches Vorhersagemodell für Merkmale im Accelerator‑Umfeld konzipiert. Dadurch ist eine inter‑umweltliche Vorhersage von Pflanzenphänotypen möglich, was die Schlüsseltechnologie zur Integration von „schneller Vermehrung“ und „präziser Selektion“ überwindet. Somit verfügt die Pflanzenzucht‑Fabrik über die Kernkompetenz der Version 4.0 und leistet einen wichtigen Beitrag zur Förderung wissenschaftlich‑technischer Innovationen in Chinas Saatgutbranche.

Diese Studie wurde u. a. durch das Nationale Schlüssel‑Forschungs‑ und Entwicklungsprogramm sowie das Innovationsprojekt der Chinesischen Akademie der Agrarwissenschaften unterstützt.

Link zum Originalartikel:

https://doi.org/10.1016/j.molp.2026.07.017

Quelle: Institut für Stadtlandwirtschaft der Chinesischen Akademie der Agrarwissenschaften