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Nahezu die gesamte Ernährung der Menschheit basiert direkt oder indirekt (Futtermittel) auf Pflanzenanbau. Daher ist die Qualitätskontrolle von Saatgut eminent wichtig und in Teilen gesetzlich vorgeschrieben. Etablierte Verfahren der Qualitätskontrolle sind langwierig, aufwendig, subjektiv und ressourcenintensiv (Bhattacharya und Mummenhoff 2024). Eine zusätzliche Herausforderung stellen Pflanzenkrankheiten dar. Sie wirken sich negativ auf die Entwicklung der Pflanzen, die Ertragsmenge sowie auch die Sicherheit eines Nahrungsproduktes aus. Es entstehen gesundheitliche Risiken und es kommt zu schweren ökonomischen Verlusten. Insbesondere Toxin-bildende Fusarium Spezies (Schlauchpilze der Gruppe Ascomycota) zählen zu den am weitesten verbreiteten Pathogenen und befallen weltweit wichtige Getreide, wie Weizen, Hafer, Gerste oder Roggen sowie Gemüsekulturen, etwa Tomate und Mais und Obstkulturen, wie Banane (Töpper et al. 2008, Dean et al. 2012). Allein für Weizen betragen die entstehenden Schäden durch Fusarium-Infektionen jährlich mehrere Milliarden Dollar (Wang et al. 2020) und insbesondere im Zuge des Klimawandels werden epidemische Ausbreitungen des Erregers zukünftig wahrscheinlicher und schwerwiegender (Johns et al. 2022, Xu et al. 2022).
Ein Spin-Off der Universität Osnabrück (seedalive GmbH) hat einen Schnelltest zur Qualitätskontrolle von Pflanzensamen entwickelt, der schnell, unaufwändig, objektiv, automatisierbar und ressourcenschonend ist. Dieser Test ist am Markt verfügbar für verschiedene Getreide, Ölsaaten und Gemüse. Der Test basiert auf Alters- und Gesundheits-abhängigen Schädigungen des Samens (Mohammed et al. 2019, Mummenhoff und Bhattacharya 2024). Nach vorläufigen Erkenntnissen reagiert der seedalive-Test auch auf eine Fusarien-Infektion und die damit einhergehende Verringerung der Keimfähigkeit. Wir beabsichtigen durch spezielle Auswertungsverfahren mithilfe von KI-Modellen in unserem synergistisch organisierten Kooperationsprojekt mit der HS Osnabrück (Fachgebiet Pflanzenzüchtung), eine Fusarien-Infektion des Saatguts nachzuweisen. Ziel ist es im Rahmen des beantragten Vorhabens ein marktreifes Produkt in Form eines Testkits zu entwickeln (seedalive Fusarium-Test), das zuverlässig und frühzeitig eine Fusarium-Infektion detektiert und deren Auswirkung auf die Gesundheit der Weizensamen erkennt.