13. 12. 2021
Verfasst von: Klaus Mummenhoff

Tot oder lebendig? Keimfähigkeit von Samen vorhersagen

Ein Test-Anwender macht ein Handyfoto von einer Mikrotiterplatte mit unterschiedlich angefärbten Proben. — KI-basierte Auswertung des seedalive-Tests: Der Farbumschlag im Bioassay zeigt an, wie vital das Saatgut ist. Das Foto der Testplatte wird mithilfe einer intelligenten App und einer Datenbank ausgewertet.

Ist das Saatgut brauchbar? Von außen können das auch Landwirtinnen und Biologen nicht sehen. Ein Forschungsteam der Universität Osnabrück hat eine neue, verlässliche und schnelle Methode zur Vorhersage der Keimfähigkeit von Pflanzensamen entwickelt: seedalive.

Einfache und Ressourcen schonende Testmethode

Pflanzensamen sind klein, haben aber eine große Bedeutung. Ob in der Landwirtschaft, in Genbanken zur Erhaltung der Biodiversität oder im eigenen Garten – ohne sie wächst nichts. Doch ob das Saatgut überhaupt noch brauchbar ist, sieht man von außen nicht. „Bei älterem oder frisch geerntetem Saatgut ist die Qualitätskontrolle der Keimfähigkeit eminent wichtig“, erläutert Prof. Dr. Klaus Mummenhoff von der Universität Osnabrück. Beim herkömmlichen Testverfahren wird der Keimungserfolg von 400 Samen bei standardisierten Bedingungen in Klimakammern über ein bis vier Wochen erfasst. Um schneller und effizienter herausfinden zu können, ob Pflanzensamen noch keimfähig sind, hat der Botaniker mit seiner Arbeitsgruppe eine neue, nicht-destruktive und reproduzierbare Vorhersage-Methode entwickelt: seedalive.

Auswertung mittels künstlicher Intelligenz

Mit seedalive werden einzelne Samen in einer Reaktionslösung vier Stunden inkubiert. „Anschließend kann der Anwender über ein Bioassay schnell und einfach bestimmen, ob das Saatgut vital, alternd oder bereits tot ist“, sagt Klaus Mummenhoff. „Von dieser Analyse lässt sich auf die Gesamtprobe schließen.“ Der Farbumschlag am Ende des Tests wird von einer künstlichen Intelligenz erfasst und mithilfe einer neu angelegten Datenbank interpretiert. Diese Technik ist viel präziser als das menschliche Auge. Vorhersagen über den Alterungsverlauf der Samen und die Triebkraft der Keimlinge sind ebenfalls möglich.

Die Grafik bildet einzelne Schritte des Prozessablaufs ab. — Schnell, einfach, zuverlässig – der Prozessablauf des seedalive-Tests in der Praxis

Das Forschungsteam nennt entscheidende Vorteile, die das Testsystem seedalive gegenüber herkömmlichen Methoden bietet: Der Test zerstört die Samen nicht, er ist kostengünstig, ungefährlich, schnell, zuverlässig, leicht anzuwenden und Ressourcen schonend. Er verbraucht bis zu 99 Prozent weniger Energie im Vergleich zu anderen Testverfahren. Die nachhaltige Methode wurde als „Technology of the Month“ im renommierten Wissenschaftsjournal „Trends in Plant Science“ publiziert und von der Universität Osnabrück zum Patent angemeldet. Das Start-up „seedalive“ befindet sich momentan in der Gründungsphase.