In den Ländern Westeuropas hat sich der Produktionszeitraum der Zuckerfabriken inzwischen bis Mitte Januar verlängert und die geernteten Zuckerrüben müssen etwa zwei Monate gelagert werden. Wissenschaftler der Mitgliedsorganisationen von COBRI (Coordination Beet Research International) haben den Bericht "Long-term storage of sugar beet in North-West Europe" zusammengestellt. Dieser bietet einen Überblick über den aktuellen Stand der Forschung und angewendeten Methoden zur Verminderung von Zuckerverlusten und Optimierung der Langzeitlagerung von Zuckerrüben.

Um den Einsatz von P-Düngern so effizient wie möglich zu gestalten, bedarf es einer möglichst präzisen und optimal an den Bedarf der Zuckerrübe angepassten Düngeempfehlung. Dabei spielt die Untersuchung des Bodens als Baustein einer produktiven, ressourceneffizienten Landwirtschaft eine entscheidende Rolle. Im Rahmen seiner Promotion hat Dr. Holger Lemme am Institut für Zuckerrübenforschung (IfZ) untersucht, wie sich die Kalkung von Lössböden auf die Pflanzenverfügbarkeit von Phosphor auswirkt. Die Kalkung von Ackerböden ist eine wichtige agronomische Maßnahme, um den pH-Wert auf einen für die Kultur optimalen Bereich anzuheben und dem Boden Calcium (Ca) zuzuführen. Es wird jedoch angenommen, dass zu hohe pH-Werte die Pflanzenverfügbarkeit unter anderem von Phosphor (P) reduzieren und diesen im Boden festgelegen. Diesen Effekt galt es mittels Elektro-Ultrafiltration (EUF) zu überprüfen und zu quantifizieren.

Gesellschaft, Politik und Akteure der landwirtschaftlichen Wertschöpfungsketten diskutieren kritisch über die Intensität und Umweltwirkungen der landwirtschaftlichen Produktion. Um für den Zuckerrübenanbau einen fundierten Meinungsaustausch auf Basis gesicherter Daten und Fakten zu ermöglichen, werden am IfZ seit 2004 umfangreiche, deutschlandweite Betriebsbefragungen zu allen Aspekten des Anbaus auf etwa 300　Feldern in Deutschland durchgeführt. Im Rahmen seiner Promotion am IfZ hat Dr. Heinrich Reineke die Umweltwirkungen dieser Anbaumaßnahmen untersucht, Umweltindikatoren für den Zuckerrübenanbau abgeleitet und in einen Kontext des Anbaus 1985 und 2020 gesetzt.

In den gemäßigten Breiten sind Zuckerrüben die Kulturpflanzen mit dem höchsten Trockenmasseertrag pro Flächeneinheit. Beim Anbau von Winterrüben erfolgt die Aussaat im Spätsommer und die Ernte im Sommer/Herbst des Folgejahres. Das Potenzial für Ertragssteigerungen beträgt etwa 25　%. Voraussetzung ist der Anbau nicht schossender Sorten, die zudem eine ausreichend hohe Frosttoleranz aufweisen müssen.

Das Aufgabengebiet der Abteilung Koordination umfasst die allgemeine Organisation des Koordinierungsausschusses (KA) am IfZ und die Verantwortlichkeit für die bundesweiten beratungsbezogenen Feldversuche in den Bereichen Sorte und Pflanzenschutz. Dies beinhaltet auch die technische Organisation der Wertprüfung bei Zuckerrüben im Auftrag des Bundessortenamtes (BSA).

Das Beet necrotic yellow vein virus (BNYVV) wird durch den bodenbürtigen Protisten Polymyxa betae übertragen und ist der Erreger der Rizomania. Von der RNA3 des Virus wird als Genprodukt P25 ein Pathogenitiätsfaktor translatiert, der für die Symptomausprägung in rizomaniaanfälligen Zuckerrübengenotypen verantwortlich ist. Im Rahmen der Durchmusterung einer Zuckerrüben-cDNA-Expressionsbibliothek mittels einer "Yeast two hybrid" (YTH) -Analyse zum Nachweis von Proteinen, die mit P25 interagieren, wurde eine Vielzahl von Interaktionspartnern identifiziert. Protein-Protein Interaktionen kommen in der Natur in fast allen biologischen Prozessen vor. Die Analyse von Protein-Protein Interaktionen bietet somit die Möglichkeit, die Wechselwirkung zwischen pflanzlichen und viralen Proteinen zu überprüfen, um somit Resistenzfaktoren oder Proteine der Viruspathogenität zu identifizieren.

Ziel des von der DFG geförderten Forschungsprojekts ist es, die Interaktionspartner zu isolieren und ihre Funktion zu charakterisieren. Insgesamt wurden 15 dieser cDNA-Kandidaten aufgrund von Sequenzdatenbankanalysen als Beteiligte am Phytohormonmetabolismus, am Zellzyklus, an pflanzlicher Resistenz und dem Ubiquitin-Proteasom mit möglichen Funktionen in der Virus-Pathogenität bzw. im pflanzlichen Resistenzmechanismus kategorisiert und für weitere Untersuchungen ausgewählt. Zur detaillierten Charakterisierung werden vollständige Sequenzen der zu untersuchenden Kandidaten gewonnen und auf Nukleotid- und Aminosäureebene analysiert. Dabei liegt der Fokus derzeit auf zwei Kandidatengenen, die möglicherweise einen Einfluss auf die Rizomaniaresistenz haben könnten.

BNYVV P25 interagiert mit einem sogenannten F-box-Protein der Zuckerrübe, welches an der Induktion einer hypersensitiven Zelltodreaktion in Pflanzenzellen beteiligt ist. F-box-Proteine sind allgemein am Proteinabbau durch das 26S-Proteasom beteiligt. Verschiedenen F-box-Proteinen konnte bereits eine Beteiligung an pflanzlichen Resistenzmechanismen zugeschrieben werden. Diese Interaktion wird z. Zt. detailliert charakterisiert, um einen Einfluss der F-box-Proteine an der BNYVV-Resistenz oder der Viruspathogenität nachzuweisen.

Des Weiteren wurde ein cDNA-Klon mit Sequenzhomologie zu einem Auxin-responsiven Transkriptionsfaktor (Aux/IAA) als P25 Interaktionspartner identifiziert. Da BNYVV anfällige Zuckerrüben auf eine Virusinfektion mit erhöhten Auxingehalten reagieren, wurde dieser cDNA-Klon für weitere funktionelle Untersuchungen ausgewählt. Neben ihrer allgemeinen Beteiligung an Wachstum und Zelldifferenzierung in Pflanzen sind weitere Funktionen von Aux/IAA Genen bisher noch wenig erforscht. Es wird angenommen, dass die Interaktion des P25 mit diesem Kandidaten Teil der viralen Aggressivität ist und über diese die vermehrte Seitenwurzelbildung induziert werden könnte. Die aktuellen Untersuchungen sollen zu einem erweiterten Verständnis der Bedeutung dieser Interaktion und ihrer möglichen Beteiligung an der BNYVV Resistenz führen.

B. vulgaris und N. benthamiana Blätter nach transienter Agroexpression. Links: Hypersensitive Zelltodreaktion, induziert durch ein F-box Protein aus Zuckerrübe. Rechts: Blätter mit Kontrollbehandlung. Behandlungszeitraum für B. vulgaris 21 Tage, für N. benthamiana drei Tage

Die Abteilung Phytomedizin entwickelt Diagnoseverfahren und Resistenzprüfmethoden im Feld und Gewächshaus gegenüber Zuckerrüben pathogenen Pilzen und Mikroorganismen. Im Rahmen von Forschungsprojekten wird das Ziel verfolgt, mit Hilfe der Grundlagenforschung Lösungen für phytopathologische Probleme des Zuckerrübenanbaus zu erarbeiten. Sie umfassen die Charakterisierung von Schaderregerbiologie, Pathogenitätsfaktoren und deren Populationsdynamik sowie die Identifizierung und Charakterisierung pflanzlicher Resistenzfaktoren.