Hunger ist nach wie vor ein weit verbreitetes Problem. Nach der jüngsten Schätzung der FAO hungern weltweit noch immer über 800 Mio. Menschen. Prognosen gehen davon aus, dass die Agrarproduktion bis 2050 verdoppelt werden muss, um der steigenden Nachfrage nach Agrarprodukten durch Bevölkerungswachstum, Bioenergieproduktion und sich verändernde Ernährungsgewohnheiten zu begegnen. Unter vielen Möglichkeiten, das Welternährungsproblem zu beschreiben, wird in dieser Dissertation das Konzept der Ernährungssicherheit nach der Definition der FAO herangezogen. Ernährungssicherheit umfasst als wichtigste Aspekte die Verfügbarkeit von Nahrungsmitteln und den ökonomischen Zugang zu Nahrungsmitteln. Nahrungsmittelverfügbarkeit ist in erster Linie von einer global ausreichenden Produktion abhängig, der Zugang zu Nahrung von der Kaufkraft der Haushalte. Die Kaufkraft wird sowohl durch das Einkommen wie auch die Agrarpreise beeinflusst. Die Nahrungsmittelverfügbarkeit kann vor allem durch Ertragssteigerungen erhöht werden. Sollen die Ertragssteigerungen ressourcenschonend erfolgen, muss die Produktivität der Agrarproduktion bezogen auf alle Produktionsfaktoren inkl. Umweltgütern steigen. Nur durch technische und organisatorische Innovation kann dies realisiert werden. Ertragssteigerungen in Entwicklungsländern erhöhen gleichzeitig die Einkommen von potenziell von Hunger Betroffenen. Eine Begrenzung der Nachfrage nach Agrargütern kann global in erster Linie in den Bereichen Bioenergie und Konsum tierischer Produkte erfolgen. Simulationen können helfen, den Einfluss einzelner Faktoren der globalen Nachfrage und des Angebots nach Agrarrohstoffen und -produkten auf die Welternährungslage genauer abzuschätzen. Ein Großteil der Simulationen in der Literatur kommt mithilfe von partiellen oder allgemeinen Gleichgewichtsmodellen zu Aussagen über gehandelte Mengen und Preise oder Wohlfahrtseffekte. In dieser Arbeit wird ein einfaches partielles Gleichgewichtsmodell für den Weltmarkt für Biotreibstoffe, Fleisch und Getreide entwickelt und mit der Methode der FAO zur Schätzung der Zahl der Hungernden gekoppelt. Dies ermöglicht die Abschätzung des Einflusses verschiedener Szenarien auf die Zahl der Hungernden. Für das Referenzjahr 2011 werden Szenarien alternativer Nachfrage nach Fleisch und Biotreibstoffen simuliert, ebenso wie ein Szenario alternativer landwirtschaftlicher Produktivität in der Europäischen Union. Die Schätzungen ergeben einen signifikanten Einfluss der simulierten Nachfrage- und Angebotsverschiebungen. Im Vergleich mit dem Status Quo führt eine Reduktion des Fleischkonsums in den OECD-Ländern um 50% zu einer Reduktion der Zahl der Hungernden um 5%. Eine ii Flächenproduktivität im Getreideanbau in der EU auf dem Niveau von 1980 steigert die Zahl der Hungernden um mehr als 5%, ein Anstieg der Biotreibstoffquote in der OECD auf 10% erhöht die Zahl der Hungernden gar um 10%. Die Durchsetzung geeigneter politischer Maßnahmen zur Verbesserung der Welternährungslage kann durch eine breite öffentliche Unterstützung beschleunigt oder erst ermöglicht werden. Über die öffentliche Meinung zu Fragen der Welternährung in Deutschland existieren bisher keine expliziten Studien. In den Themenbereichen landwirtschaftliche Produktion und Nahrungsmittelkonsum stellt das Thema Welternährung nur einen Aspekt dar, der neben Fragen nach z.B. der Lebensmittelsicherheit und Gesundheit sowie den Auswirkungen von Agrarproduktion auf Landschaft und Umwelt steht. Hier werden Ergebnisse einer Online-Befragung zum Thema Welternährung präsentiert, die im März 2012 mit einer repräsentativen Stichprobe 1.200 deutscher Internetnutzer durchgeführt wurde. Die Befragung beinhaltete im Wesentlichen die Bewertung der Wirkung verschiedener potenzieller Ursachen der weltweiten Unterernährung, sowie Maßnahmen und Entwicklungen zu ihrer Lösung. Die Ergebnisse zeigen, dass das Thema Welthunger in erster Linie mit Merkmalen akuter (Hunger-) Krisen in Verbindung gebracht wird. Die vielversprechendsten Lösungsmaßnahmen sind in den Augen der Befragten der Ausbau des Fairen Handels, Absatzmärkte für Kleinbauern sowie ein Lebensmittelspekulationsverbot. Der intensiven Landwirtschaft in der Welt wie auch in Europa sowie insbesondere der Grünen Gentechnik wird kein Potenzial zur Lösung des Problems zugesprochen. Die Antwortmuster lassen auf die Präsenz eines Halo-Effekts mit einer Übertragung unterstellter negativer Umweltwirkungen auf das Thema Welternährung schließen. Die Grüne Gentechnik ist eine Agrartechnologie, die potenziell zur Angebotsausweitung von Agrarprodukten genauso beitragen kann wie zu einer ressourcenschonenderen Landwirtschaft. Bisherige Anwendungen, hauptsächlich Herbizidtoleranz sowie Insektenresistenz, haben u.a. zu einer Steigerung der effektiven Erträge, einer Einsparung von Insektiziden und einer Steigerung der Profite vor allem im Baumwollanbau beigetragen. Trotz zahlreicher Belege besteht über die Auswirkungen von gentechnisch veränderten (GV) Nutzpflanzen eine anhaltende Kontroverse. Ein Großteil der europäischen Bevölkerung lehnt den Anbau ebenso ab wie einen Verzehr von Produkten aus GV-Pflanzen. Unterstellte sozio-ökonomische Auswirkungen oder Auswirkungen auf die Welternährung sind nur zwei Determinanten von vielen, die zu den Einstellungen zur Grünen Gentechnik beitragen. Zur Konsolidierung des Wissens im Bereich agronomischer sowie sozio-ökonomischer Auswirkungen von GV-Pflanzen wurde eine Meta-Analyse durchgeführt. In wissenschaftlichen Datenbanken wurden iii 147 Primärstudien identifiziert, die für die Meta-Analyse verwendet wurden. Die Analyse beschränkt sich auf gentechnisch veränderte Sojabohnen, Mais und Baumwolle. Als mittlere Effekte des Anbaus von GV-Pflanzen ergibt die Meta-Analyse eine Steigerung des Ertrages um 22%, eine Reduktion der Menge der angewendeten Pflanzenschutzmittel um 37% und eine Steigerung der Profite der Bauern um 68%. Die Höhe der Effekte hängt stark von verschiedenen Faktoren ab. Die Effekte sind für alle drei genannten Variablen in Entwicklungsländern betragsmäßig größer als in Industrieländern. Auch sind die Effekte des Anbaus von GV-Pflanzen bei Erträgen und beim Pflanzenschutzmitteleinsatz betragsmäßig höher für insektenresistente Pflanzen als bei solchen mit Herbizidtoleranz. Aus den in der Arbeit gewonnenen Erkenntnissen kann geschlussfolgert werden, dass sowohl das Nahrungsmittelangebot gesteigert als auch die Nachfrage begrenzt werden sollte. Dies verlangt eine standortangepasste Ausnutzung vorhandener und die Entwicklung neuer Technologien. Auch die Gentechnik kann einen Beitrag leisten. Der Kleinbauernsektor muss vordringlich gefördert werden. Zur Begrenzung der Nachfrage können neben der Politik, welche vor allem die Biotreibstoffnachfrage beeinflussen kann, auch Konsumenten durch Verzicht auf tierische Produkte beitragen. Dies wie auch die Durchführung effektiver politischer Maßnahmen sind auf eine unverzerrte Sichtweise der Öffentlichkeit auf das Thema Welternährung angewiesen. Dazu muss das Thema in Wissenschaftskommunikation und Bildung stärker thematisiert werden.

Raps (Brassica napus L.) ist heute die drittwichtigste Ölfrucht weltweit. Einer der Hauptgründe für die große Anbaubedeutung liegt in der Züchtung von Sorten mit niedrigem Gehalt an Glucosinolaten (GSL) im Samen, welche die Koppelnutzung des Öls und des Rapskuchens in der Tierfütterung möglich machte. GSL sind schwefelhaltige, sekundäre Pflanzeninhaltsstoffe und ein Charakteristikum der Familie der Kreuzblütler, zu der Raps zählt. Die Funktion der GSL in der Pflanze wird zusammen mit dem sie abbauenden Enzym Myrosinase als konstitutiver Abwehrmechanismus gegenüber unspezifischen Fraßfeinden gesehen, dem sogenannten Glucosinolat-Myrosinase System. Raps wird aber auch von Schädlingen befallen, die speziell nur Kreuzblütler als Wirtspflanzen akzeptieren. Bei einigen spezialisierten Schädlingsarten der Kreuzblütler konnte gezeigt werden, dass GSL oder ihre Abbauprodukte einen Einfluss auf das Verhalten bei der Wirtspflanzenwahl, bei der Eiablage oder beim Fraß haben können. Es besteht also die Möglichkeit, dass über GSL in der Grünmasse eine quantitative Resistenz gegenüber Schadinsekten vermittelt wird und die genetische Variation von GSL im Rapsgenpool eine natürliche Resistenzquelle darstellt. Jedoch ist die Vererbung der GSL in Blatt und Stängel im Gegensatz zu den GSL im Samen wenig untersucht. Die Zielsetzung dieser Arbeit bestand daher einerseits in der Evaluierung von GSL-Gehalten und -mustern als potentielle Resistenzfaktoren gegenüber den spezialisierten Rapsschädlingen „Großer Rapsstängelrüssler“ (Ceutorhynchus napi) und „Gefleckter Kohltriebrüssler“ (Ceutorhynchus pallidactylus) und andererseits in einer genetischen Analyse der GSL-Gehalte in Blatt und Stängel. Dazu wurden dreijährige Feldversuche an vier Standorten durchgeführt, in denen 28 genetisch sehr unterschiedliche Genotypen, darunter 15 Rapsresynthesen und 13 ältere und neuere Zuchtsorten hinsichtlich der Variation von GSL-Gehalten und –Zusammensetzungen in Grünmasse und Samen und deren Anfälligkeit gegenüber den beiden Rapsstängelschädlingen evaluiert wurden. Die Daten des Schädlingsbefalls wurden in der Abteilung Agrarentomologie erhoben und entstammen der parallel durchgeführten Dissertation von Schäfer-Kösterke (2015). Um die Selektionsmöglichkeiten auf unterschiedliche GSL-Gehalte in Samen und Grünmasse zu eruieren, wurde die Vererbung von GSL in einem weiteren Experiment mit Hilfe einer DH-Population untersucht. Die Hauptfrage dieser QTL-Kartierung war, inwieweit am GSL-Stoffwechsel beteiligte Genomregionen sich zwischen Stängeln, Blättern und Samen unterscheiden. In der Auswertung der Versuchsserie zur Variation der GSL konnte für die elf identifizierte GSL eine große genetische Variation mit hohen Heritabilitäten festgestellt werden. Als großer Einflussfaktor auf die GSL-Gehalte der Genotypen erwies sich das Entwicklungsstadium der Pflanzen: Die über 28 Genotypen gemittelten GSL-Gesamtgehalte in der Grünmasse nahmen vom ersten Probenahmetermin von 18 µmol im Schossen zum zweiten auf 4 µmol bei Blühbeginn ab. Weiterhin hatten Samen im Mittel der Genotypen um 47 µmol höhere GSL-Gehalte als die Grünmasse, und Stängel um ca. 3 µmol höhere Gehalte als Blätter. Auch die mittlere GSL-Zusammensetzung der Genotypen unterschied sich deutlich zwischen Samen und Grünmasse, jedoch nicht zwischen den zwei Probenahmeterminen. Zusätzlich hatten Standort und Jahr einen Einfluss, wobei in den Jahren 2012 und 2013 die Standorteffekte größer als die der Jahre waren. Zwischen den Pflanzenteilen Blatt und Stängel bestand eine hohe Korrelation von 0,96 für den GSL-Gesamtgehalt. Zwischen Samen und Grünmasse war die Beziehung für die GSL-Gesamtgehalte mit 0,60 weniger deutlich und für die Gruppe der indolischen GSL mit 0,14 nicht mehr vorhanden. Die komplexe zeitliche und räumliche Verteilung der GSL innerhalb der Pflanze wird im Zusammenhang mit der Bedeutung von Transportprozessen diskutiert. Bei der Untersuchung der Beziehung zwischen dem Befall durch Stängelschädlinge und GSL stellte sich heraus, dass der natürliche Schädlingsdruck im Freiland mit durchschnittlich 2,6 Rapsstängelrüsslerlarven pro Pflanze und 2,8 Kohltriebrüsslerlarven pro Pflanze sehr niedrig war. Daher konnte eine Differenzierung der Genotypen im Rapsstängelrüsslerbefall nur an einem Standort in den Jahren 2012 und 2013 statistisch abgesichert werden. Für den Kohltriebrüsslerbefall gab es an keinem Standort statistisch absicherbare, genotypische Unterschiede. In den beiden ausgewerteten Umwelten zeigten sich keine signifikanten Beziehungen zwischen GSL-Gesamtgehalt, Alkenyl-GSL, Indol-GSL oder den elf einzelnen GSL und dem Befall mit Rapsstängelrüsslerlarven pro Pflanze. Hauptkomponentenanalysen und Vergleiche zwischen unter-schiedlich stark befallenen Gruppen von Genotypen ließen ebenfalls nicht auf lineare Zusammenhänge zwischen GSL-Gehalten oder -Zusammensetzungen und der Wirtspflanzenpräferenz des Rapsstängelrüsslers oder auch des Stängelfraßes der Larven schließen. Allerdings fiel die Resynthese S30 in beiden ausgewerteten Umwelten durch eine niedrige Anzahl an Rapsstängelrüssler-larven und einen niedrigen Anteil Minierfraß auf. GSL-Zusammensetzung und GSL-Gesamtgehalt von S30 zeigten jedoch keine Besonderheiten. Für die Kartierung von am GSL-Stoffwechsel beteiligten Quantitative Trait Loci (QTL) wurden GSL in Blatt, Stängel und Samen von 120 DH-Linien der DH-Population ‚L16 x Express‘ untersucht. Die beiden Populationseltern L16 und Express unterscheiden sich nicht nur durch unterschiedliche GSL-Gesamtgehalte im Samen (L16 59,0 µmol vs. Express 26,4 µmol) und in der Grünmasse (L16 1,1 µmol vs. Express 6,2 µmol), sondern auch in der relativen Zusammensetzung von Alkenyl- und Indol-GSL (L16 31 % Indol-GSL vs. Express 10 % Indol-GSL). Die über zwei Orte gemittelten GSL-Gehalte der Population waren zum Knospenstadium in der Grünmasse mit 5,4 µmol in Stängeln und 3,7 µmol in Blättern sehr niedrig, zur Reife in den Samen mit 48,6 µmol jedoch hoch. Die Heritabilitäten der Merkmale mit signifikanter genotypischer Variation lagen im Stängel zwischen 0,64 und 0,86, im Blatt zwischen 0,55 und 0,89 und im Samen zwischen 0,70 und 0,98. Die Korrelationen der GSL-Gesamtgehalte zwischen Blatt und Stängel lag bei 0,95, diejenige zwischen Stängel (Blatt) und Samen bei 0,52 (0,53). Die erstellte Kopplungskarte enthielt 4003 SNP-Marker, deren 19 Kopplungsgruppen 2050 centiMorgan abdeckten. Der mittlere Abstand zwischen zwei Markern lag bei 2 cM. Es wurden insgesamt 115 QTL gefunden von denen 49 QTL für die GSL-Gehalte im Samen, 35 QTL für die Gehalte im Stängel und 31 QTL für die Gehalte im Blatt verantwortlich waren. Für aliphatische GSL zeigten sich drei Hauptregionen auf den Kopplungsgruppen A03, C02 und C09. Während auf A03 und C09 QTL aus allen Pflanzenteilen lokalisiert wurden, regulierten die QTL auf C02 spezifisch die Gehalte im Samen. Für Indol GSL-Gehalte von Blatt und Stängel existierten zwei Hauptregionen auf den Kopplungs-gruppen A02 und C07, welche von denen im Samen (auf A03, C02 und C05) getrennt lokalisiert waren. Die Ergebnisse zeigen, dass 1) die Akkumulation von aliphatischen und indolischen GSL durch gentrennte Genomregionen gesteuert wurde, 2) GSL-Gehalte in Blatt und Stängel durch identische Genomregionen kontrolliert wurden und 3) die GSL-Akkumulation im Samen teils von den gleichen Regionen des Genoms wie in Blatt und Stängel, teils aber auch durch für Samen spezifische Genomregionen reguliert wurde.