Dürreresistente Pflanzen nun rascher gesichtet
Universität von Campinas verhindert Ernteausfälle mit Drohnenflügen sowie Bildauswertung
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Drohne über Versuchsfeld in Campinas (Foto: Paula Drummond de Castro, unicamp.br) |
Campinas (pte004/08.04.2025/06:15)
Mit Drohnen und kommerziellen Kameras beschleunigen Forscher der Universität von Campinas die Entwicklung von Feldfrüchten. Auch sind diese weniger empfindlich, wenn Regen ausbleibt. Durch den Klimawandel müssen Pflanzen immer öfter längere Trockenperioden überstehen.
Durch Genmanipulation lassen sie sich zwar verändern, sodass sie Wassermangel länger aushalten als bisher. Doch genau die Gene zu treffen, die für Trockenresistenz zuständig sind, ist nicht so einfach. All diese Pflanzen müssen getestet werden, ob sie die Anforderungen erfüllen.
Billigere Pflanzenauswahl
Das geschieht, indem sie ausgesät und Trockenstress ausgesetzt werden. Die Pflanzen auf einem solchen Feld lückenlos zu überwachen, übersteigt die menschlichen Fähigkeiten, zumindest das Pensum in überschaubarer Zeit zu absolvieren. Das neue System sorgt hier effektiv für Abhilfe.
Normalerweise wird zu diesem Zweck eine teure Multispektralkamera eingesetzt, die die Pflanzen in unterschiedlichen Frequenzspektren abbildet. Die Bilder werden mit einer speziellen Software ausgewertet und geben Aufschluss darüber, welche Pflanzen dem Trockenstress am besten gewachsen sind.
Genau die gleiche Methode nutzt das Team um Helcio Duarte Pereira, nur mit dem Unterschied, dass er eine einfache Kamera und eine Software benutzt, die kostenlos sind. "Mit dieser Methode konnten wir die Dürretoleranz der Pflanzen effektiver erfassen als mit der teuren Multispektralkamera", sagt Pereira.
Genmanipulierte getestet
Von April bis September haben die Forscher eine Reihe von Flügen an einem Versuchsstandort in Campinas durchgeführt. Auf dem Gelände pflanzten sie 21 Maissorten an - drei konventionelle und 18 weitere, bei denen sie Gene aktiviert hatten, die mit einer Resistenz gegen Wasserstress in Verbindung stehen.
Die Hälfte der Pflanzen wurde während ihres gesamten Lebenszyklus bewässert, während die andere Hälfte der Dürre ausgesetzt war. Jeder Flug dauerte zehn Minuten und lieferte 290 Bilder. Die Forscher wählten 13 Flüge mit der Multispektralkamera aus, die auch nicht sichtbare Spektren wie Infrarot erfasst, und 18 mit der einfachen Kamera, die nur drei Farben erfasst: Rot, Grün und Blau.
Um die automatische Bildauswertung zu ermöglichten, erfassten die Forscher das Aussehen von Pflanzen bei Wassermangel in bestimmten Lebensphasen. Diese Bilder verglich die Software mit denen, die die Drohnen aufgenommen hatten. So hatten die Forscher nach jedem Flug innerhalb von kürzester Zeit die Ergebnisse und konnten die stressresistenten Pflanzen identifizieren und deren Saatgut weiter vermehren.
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