Zusammenfassung

 Die Transformation der Wirtschaft von fossilen zu bio-basierten Rohstoffen erfordert große interdisziplinäre Anstrengungen, um Produkte und Prozesse entlang der gesamten Wertschöpfungskette zu verbessern. In P³roLucas verfolgen Wissenschaftler aus drei BioSC Forschungsbereichen und einem Querschnittsthema dieses Ziel durch eine Förderung des Anbaus von Lupinen als Kulturpflanze in NRW. Eine weitere Innovation des Projekts liegt in der angestrebten Kaskadennutzung von Lupinenalkaloiden für die Synthese neuer, hochwertiger Verbindungen.
Die Nutzpflanze Lupine ist eine wertvolle Quelle für hochwertiges Protein zur menschlichen Ernährung und wird ebenso als Tierfutter eingesetzt. Hier stellt sie eine attraktive Alternative zu Importen von (GVO-)Sojabohnen aus internationalen Märkten dar. Bis in die 1990iger Jahre war der Anbau von Lupinen bei Landwirten in Deutschland sehr beliebt. Danach kam es zu einem massiven Einbruch verursacht durch die, von dem Pilz Colletotrichum lupini hervorgerufene, Anthraknose-Krankheit. In P³roLucas soll der Einsatz von Biostimulanzien zum Schutz gegen diese Krankheiten erforscht werden. Diese Art der Behandlung kann auch einen positiven Effekt auf das Pflanzenwachstum (Ertrag) haben und soll die Pflanzen ebenfalls gegen abiotischen Stress schützen. In Kooperation mit dem mittelständischen Unternehmen Saatzucht Steinach GmbH & Co KG werden Lupinen-Genotypen identifiziert, die besonders gut auf Biostimulanzien reagieren. Die Untersuchung der zugrundeliegenden molekularen Mechanismen wird die Züchtung neuer Sorten unterstützen, die auf eine Reaktion auf Biostimulanzien optimiert sind.
Lupinen-Zuchtformen kommen als „Süßlupinen“ (Alkaloid-arm) und „Bitterlupinen“ (Alkaloid-reich) vor. Während die Süßlupinen-Kultivare direkt für die Ernährung genutzt werden können, müssen bei den Bitterlupinen die Alkaloide zuerst in einem technischen Prozess entfernt werden. In unserem Kaskadennutzungsansatz werden wir das dabei anfallende Alkaloid-reiche „Abfall-Wasser“ nutzen, indem wir seltene und chemisch bedeutsame (prä)chirale Verbindungen, wie z.B. Spartein, extrahieren.
Um den Lupinenanbau möglichst umfassend zu erfassen, wird P³roLucas sowohl die Nutzung von Süß-, als auch Bitterlupinensorten untersuchen. Landwirte können durch den Lupinenanbau ökologische, insektenfreundliche Maßnahmen umsetzen. Um Einflussfaktoren zu erfassen, die einem umfassenden Anbau von Lupinen entgegenstehen würden, wird P³roLucas die Produzentenakzeptanz in einer Marktforschungsanalyse erfassen. Durch P³roLucas wird der Lupinen-anbau in seiner gesamten Bandbreite von Anbau über Aufarbeitung bis hin zur Nutzung für chemische Synthesen und als Nahrung/Tierfutter adressiert.

BOOST FUND 2.0 Projektleiter

Dr. Marco Löhrer
Bio3 - Institut für Pflanzenphysiologie, RWTH Aachen
email: loehrer@bio3.rwth-aachen.de

Partner

Prof. Dr. Schaffrath & Dr. Löhrer, Bio3 - Institut für Pflanzenphysiologie, RWTH Aachen
Prof. Dr. Usadel & Dr. Wiese-Klinkenberg, IBG-4: Bioinformatik, Forschungszentrum Jülich
Prof. Dr. Pietruszka & Dr. Classen, IBOC - Bioorganische Chemie, HHU Düsseldorf
Prof. Dr. Hartmann & Dipl.-Oecotroph. Klink-Lehmann, ILR - Marktforschung der Agrar -und Ernährungswirtschaft, Universität Bonn

Projektlaufzeit

01.07.2022 - 30.06.2025

Förderung

P3roLucas ist Teil des NRW-Strategieprojekts BioSC und wurde vom Ministerium für Kultur und Wissenschaft des Landes Nordrhein-Westfalen gefördert.