Forschung

Chemische Analytik

Ältester Forschungsbereich von KWS

Untersuchung bis ins kleinste Detail

Neben Genen haben auch Stressbedingungen einen Einfluss darauf, wie sich eine Pflanze entwickelt. Die Chemische Analytik macht die Einflüsse sichtbar.

Ein breites Leistungsspektrum über alle KWS Kulturarten hinweg – in der Chemischen Analytik werden seit der Firmengründung Saatgutproben und Pflanzenmaterial auf verschiedene Eigenschaften hin untersucht.

Wer die Chemische Analytik in Einbeck betritt, hat das Gefühl, in einem Hightech-Forschungslabor gelandet zu sein. Und das Gefühl trügt nicht: „Von A wie Aminosäure bis Z wie Zucker untersuchen wir hier eigentlich alles“, erklärt Elke ­Hilscher mit einem Lachen. Als Leiterin der Forschungsgruppe, die sich in vier Teams aufgliedert, hat sie in den vergangenen Jahren daran gearbeitet, dass die Analytik intern noch mehr Leistungen abdecken und so Saatgutproduktion, Züchtung und Forschung dementsprechend tatkräftig unterstützen kann. Ein Einsatz, der sich ausgezahlt hat.

Denn an Aufträgen für die Chemische Analytik mangelt es nicht: 22 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter führen chemische und spektroskopische Analyseverfahren für die Forschung und Züchtung und alle Business Units von KWS weltweit durch. Täglich treffen Proben von Saatgut oder Pflanzenmaterial aus Europa und den USA ein – mehr als 300.000 Muster sind es in einem Jahr, die von den Teams Chromatographie, Allgemeine Laboranalytik, Prozessanalysentechnik und Zuckerrübentechnologie bearbeitet werden.

Elke Hilscher: „Unsere Ergebnisse sind wichtig für die Forschung und Züchtung.“

Für alle Standorte weltweit

Wo heute die modernsten Geräte Analysen an allen Arten von Saatgut und Pflanzenmaterial durchführen, lag der Fokus früher auf der Zuckerrübe: Denn die Chemische Analytik ist der älteste Forschungsbereich bei KWS. Er existiert bereits seit der Firmengründung im Jahr 1856 und ist besonders in den letzten Jahrzehnten immer weiter gewachsen. Mittlerweile hat das Labor ein enormes Analysenportfolio und untersucht Saatgut- und Pflanzenproben aller KWS Standorte weltweit.

Unter anderem ist das Labor als nur eines von dreien deutschlandweit für die sogenannte Heubach-Methode zertifiziert. Bei diesem Verfahren wird die Menge an Feinstaub bestimmt, die bei der Aussaat von gebeiztem Saatgut durch Abrieb entstehen kann. So wird nicht nur die Qualität des Saatguts, sondern auch seine Umweltverträglichkeit analysiert.

„Wir können in der Chemischen Analytik wirklich eine große und vielfältige Bandbreite abdecken.“

Elke Hilscher

Kriterien je nach Land unterschiedlich

Damit endet das Leistungsspektrum des Labors jedoch nicht. Einen guten Einblick in die Vielfältigkeit der Analytik bietet die Chromatographie. Hier werden unter anderem für alle KWS Fruchtarten Wirkstoffe auf gebeiztem Saatgut unter die Lupe genommen. Insgesamt stehen über 140 chromatographische Methoden zur Verfügung, um mehr als 1.000 Kombinationen von Insektiziden oder Fungiziden zu analysieren. Eine echte Herausforderung, denn die Zulassungskriterien und Inhaltsstoffe für Saatgutbeizen sind weltweit unterschiedlich und müssen je nach Land besonders geprüft werden.

Chromatographie

Chromatographische Verfahren filtern Substanzgemische, indem sie die unterschiedlichen Bestandteile anhand ihrer Eigenschaften voneinander trennen. Nach dieser Trennung können die Bestandteile identifiziert und die genaue Menge bestimmt werden. Dafür müssen chromatographische Verfahren allerdings immer mit speziellen Nachweisverfahren gekoppelt sein. So werden unter anderem Massenspektrometer eingesetzt, um einzelne Komponenten nach der Trennung anhand ihrer spezifischen Massen- und Ladungseigenschaften identifizieren und auch quantifizieren zu können. Auch kleinste Stoffmengen können auf diese Weise nachgewiesen werden. |

Die Chemische Analytik stellt nicht nur die Qualität unserer Produkte sicher, sondern unterstützt auch die Forschung und Züchtung bei der Entwicklung neuer Pflanzensorten. Hierfür kann unter anderem die Bestimmung von pflanzlichen Metaboliten hilfreich sein. Metaboliten sind Zwischen- oder Abbauprodukte des pflanzlichen Stoffwechsels. Ihre Analyse kann unter anderem Hinweise darauf liefern, wie gut eine Pflanze mit verschiedenen Stressbedingungen umgehen kann. „Wir wissen zwar inzwischen viel über die genetische Ausstattung unserer Pflanzen, aber Umwelteinflüsse haben ebenfalls einen großen Einfluss auf die Ausprägung pflanzlicher Merkmale. Daher sind Untersuchungen im Feld und die anschließende Analyse von Pflanzenproben bei uns im Labor besonders wichtig“, erklärt Timo Hölscher, der das Team Chromatographie leitet.

Mehr als 300.000 Muster durchlaufen jährlich die Chemische Analytik.

Der Forschungsbereich existierte bereits im Gründungsjahr von KWS.

Große und vielfältige Bandbreite

Metabolitmessungen sind vergleichsweise neu im Repertoire der Chemischen Analytik. Die Etablierung der Analyseprozesse hat viel Forschungsarbeit gekostet, inzwischen nutzen Züchterinnen und Züchter Metabolitdaten jedoch regelmäßig, um Zuckerrüben- oder Maislinien auf Trockenstresstoleranz zu selektieren. Dafür werden Blattproben direkt vom Feld nach Einbeck ins Labor geschickt und in der Chromatographie auf unterschiedliche Metaboliten hin untersucht. Lässt sich feststellen, in welcher Menge einzelne Stoffe in der Zelle vorliegen, können Rückschlüsse auf bestimmte Eigenschaften der getesteten Pflanze gezogen werden. Einige Aminosäuren reagieren beispielsweise sehr stark auf Trockenstress – so können sie Hinweise auf eine mögliche Toleranz liefern.

„Wir können in der Chemischen Analytik wirklich eine große und vielfältige Bandbreite abdecken“, erklärt Elke Hilscher. „Besonders für unsere Züchtung und Forschung sind die Ergebnisse sehr wichtig, denn sie unterstützen bei der Selektion von Pflanzen. Damit tragen wir zu den strategischen Zielen von KWS bei, unsere Pflanzen immer resistenter und ertragreicher zu machen.“ |

Das Labor untersucht Proben aller KWS Standorte weltweit.

Untersucht wird alles von A wie Aminosäure bis Z wie Zucker.


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