Sciencefluencer: Professor Karl Schmid, Züchtungsinformatiker [26.02.26]
Spitzenforschung made in Hohenheim: In unserer neuen Reihe „Sciencefluencer“ stellen wir erfolgreiche Forschungspersönlichkeiten hinter großen Verbundprojekten vor. Heute: Professor Karl Schmid, Leiter des Fachgebiets Nutzpflanzenbiodiversität & Züchtungsinformatik und Co-Sprecher des neuen Exzellenz-Clusters „Green Robust“.
- Green Robust ist ein gemeinsamer Exzellenz-Cluster der Universitäten Tübingen, Heidelberg und Hohenheim. Mehr...
- Exzellenztrategie: Forschende der Uni Hohenheim punkten mehrfach. Mehr...
6 Fragen an Professor Karl Schmid
Welche Forschungsfrage treibt Sie an?
Ich will verstehen, wie sich Organismen an ihre Umwelt anpassen. Besonders interessiert mich: Welche Rolle spielt die genetische Variation, die durch Mutation entsteht und durch andere Prozesse verschwindet? Dieses Wissen will ich gezielt für die Pflanzenforschung nutzbar machen.
Wie bringt uns das als Gesellschaft weiter?
Die Menschheit betreibt seit ca. 10.000 Jahren Ackerbau. In diesem Zeitraum herrschten vergleichsweise stabile klimatische Bedingungen. Doch seit Beginn des Dampfmaschinenzeitalters vor 250 Jahren ändern sich diese Bedingungen rasant. Das bringt sowohl unsere Agrarsysteme als auch die natürlichen Ökosysteme ins Wanken.
Unsere Forschung liefert einer neue Generation von Pflanzenzüchter:innen das notwendige Wissen, um in kurzer Zeit angepasste Sorten zu entwickeln. Das ist entscheidend, um Ernteerträge stabil zu halten und eine weiterhin wachsende Weltbevölkerung zu ernähren.
Gleichzeitig helfen die Erkenntnisse, naturnahe Ökosysteme widerstandsfähiger zu gestalten und wirksame Artenschutzmaßnahmen zu entwickeln. Damit tragen wir zu mehreren Sustainable Development Goals (SDGs) der Vereinten Nationen bei.
Wie untersuchen Sie das?
Ein Fokus unseres Fachgebiets liegt auf der Untersuchung genetischer Variation: Das sind zum einen alte Sorten, die wir in Genbanken finden, aber auch wilde Verwandte von modernen Hochleistungssorten. Durch gezielte Einkreuzung können diese genetischen Ressourcen helfen, verarmte Kulturpflanzen wieder vielfältiger und anpassungsfähiger zu machen.
Um ideale Pflanzen für die Züchtung zu identifizieren, verknüpfen wir genetische Daten mit phänotypischen Merkmalen und Klimainformationen: Wann blüht eine Pflanze? Wie hoch ist ihr Ertrag? Und welchen Einfluss haben Trockenheit, Hitze oder Überschwemmungen darauf?
Dafür arbeiten wir mit sehr großen Datensätzen und nutzen Methoden der künstlichen Intelligenz – insbesondere Deep Learning. Diese rechenintensiven Analysen sind nur mithilfe von Hochleistungsrechnern möglich.
Welche Ergebnisse konnten Sie bereits gewinnen?
Schwerpunkte bisheriger Projekte lagen auf landwirtschaftlich bedeutsamen Kulturen wie Sojabohne, Gerste, Mais oder Quinoa. Das daraus gewonnene Wissen unterstützt Züchter:innen schon heute dabei, schneller und gezielter Sorten zu entwickeln, die besser mit Klimastress zurechtkommen und möglichst wenig Dünger und Pflanzenschutzmittel benötigen.
Außerdem hat unsere Arbeit auch Impact in der Scientific Community: Die theoretischen Modelle, die wir entwickelt haben, werden von Kolleg:innen inzwischen auch auf andere Arten und Anbausysteme übertragen.
Ausblick: Worum geht es im Exzellenz-Cluster „Green Robust“?
Der Exzellenz-Cluster gibt uns die Möglichkeit, unsere Arbeit in den kommenden sieben Jahren auf neuem Niveau zu vertiefen und fortzuführen. Im Zentrum steht die Frage: Was macht Pflanzen robust?
Pflanzen sind Lebewesen, die nicht davonlaufen können. Deshalb haben sie vielfältige natürlichen Mechanismen entwickelt, um sich gegen Hitze, Trockenheit, Überflutung, Schädlinge oder Krankheiten zu wappnen. Im Forschungsgewächshaus setzen wir Pflanzen diesen Stressarten systematisch aus, um herauszufinden, welche genetischen Variationen sich als besonders resilient erweisen.
Freilandversuche an unterschiedlichen Standorten der Versuchsstation Agrarwissenschaften ergänzen die Gewächshausversuche. Hier wollen wir u.a. herausfinden, welchen Einfluss Monokulturen, Mischkulturen oder eine Umgebung mit naturnahen Ökosystemen haben. Dazu werden wir u.a. auch ein sogenanntes „Xerodrom“ nutzen, mit dem wir Dürreperioden im Freiland simulieren.
Forschung ist Teamarbeit: Was ist Ihnen als Leitung besonders wichtig?
Ich bin überzeugt: Gute Forschung braucht Kommunikation auf Augenhöhe. In einer Atmosphäre, in der sich alle wohlfühlen und das gemeinsame Ziel im Mittelpunkt steht, entstehen die besten Ideen. Außerdem sind transparente Verfahren wichtig, damit sich die überzeugendsten Ansätze in einem fairen und kollegialen Wettbewerb durchsetzen können.
Das gilt sowohl für meine Arbeitsgruppe am Lehrstuhl als auch für die Zusammenarbeit im Exzellenz-Cluster mit seinen mehr als 30 Mitgliedern an verschiedenen Institutionen. Neben der Forschung selbst bereitet mir diese Form der Zusammenarbeit große Freude. Deshalb habe ich mich als Sprecher des Clusters beworben – und freue mich sehr auf diese Aufgabe.
Interview: Leonhardmair
