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Symbiosen schmieden

Barbara
Reinhold-Hurek

Beruf:
Mikrobiologin

Position:
Professorin für Allgemeine Mikrobiologie, Universität Bremen

Quelle: 
Barbara Reinhold

Bohnen und Erbsen brauchen keinen Stickstoffdünger. Den lebenswichtigen Stoff erhalten die Hülsenfrüchte aus der Luft – mithilfe von Bakterien, die in den so genannten Knöllchen in den Pflanzenwurzeln leben. Barbara Reinhold forscht schon seit Mitte der 80er Jahre an Möglichkeiten, diese Symbiose auch bei Getreide aufzubauen. 

„Das ist einfach toll, man ist kreativ, sitzt nicht am Computer, man kann feilen, sägen, löten, hämmern, und am Schluss nimmt man etwas mit nach Hause, woran man sich erfreuen kann.“ In den fünf Jahren, die Barbara Reinhold einen Kurs bei einer Goldschmiedin besucht, hat sie schon einige Ringe und Ketten angefertigt. Und immer nach eigenen Entwürfen: „Das ist so ähnlich, wie wenn man ein Experiment plant – man muss sich genau überlegen, wo sich Schwierigkeiten verbergen könnten und welchen Schritt man zuerst geht.“ Am liebsten fasst sie geschliffene Halbedelsteine in Gold.

Arbeiten in Asien und Afrika

Da trifft es sich gut, dass die agile Forscherin regelmäßig Expeditionen nach Namibia unternimmt, wo es große Vorkommen an solchen Mineralien gibt. Gerade ist sie wieder aus dem südafrikanischen Staat zurückgekehrt. Mit Wissenschaftlern der Universität Windhoek pflegen sie und ihr ebenfalls forschender Ehemann Thomas Hurek eine fruchtbare Zusammenarbeit.

Seit einem Jahr nun wollen sie mit Bauern vor Ort die Kultivierung von Hülsenfrüchten etablieren, die mit Knöllchenbakterien, so genannten Rhizobien, eine Symbiose eingehen. In unseren Breiten wird das Saatgut von Hülsenfrüchten schon seit Jahrzehnten mit den Bakterien behandelt, mit dem Effekt, dass Bohnen, Erbsen und Co. an den Wurzeln Knöllchen bilden, in denen die Bakterien leben und aus der Luft Stickstoff binden, mit dem sie wiederum die Pflanze versorgen. Das ist eine umweltschonende Methode, denn damit muss der Stickstoff, der für das Pflanzenwachstum unerlässlich ist, nicht über Dünger zugeführt werden.

„In den kargen Böden im südlichen Afrika allerdings bilden die Pflanzen aus uns bisher unbekannten Gründen kaum Symbioseknöllchen. Wir versuchen da die passenden Bakterien zu isolieren und den Bauern zu helfen, einen besseren Stickstoffeintrag auf ihren Feldern zu bekommen.“ Zunächst, so Reinhold, sei es jedoch schwer gewesen, die Landbevölkerung von diesen neuen Methoden zu überzeugen. Die gute Kooperation mit Forschern vor Ort sowie mit Anthropologen und Ethnologen sei dabei sehr hilfreich, um das Vertrauen der Bauern zu erlangen.

Knöllchenbildung in Getreidepflanzen übertragen

Ihren eigentlichen Schwerpunkt legt Reinhold jedoch auf die Genomforschung an Reis und anderen Getreiden. Dieses Thema zieht sich schon seit der Doktorarbeit Mitte der 80er Jahre durch ihr Forscherleben und brachte viele Aufenthalte in Asien mit sich. Anders als bei den Hülsenfrüchten gibt es jedoch keine Gräser oder Reissorten, die zu dieser Knöllchenbildung in der Lage sind. Aber ihre Wurzeln beherbergen durchaus Bakterien, die im Wurzelinnern leben und dort auch Stickstoff binden können, in einigen Wildgräsern sogar sehr effizient. Die Mikrobiologin untersucht darum die genetischen Bedingungen sowohl bei den Pflanzen als auch bei den Bakterien, um deren Kooperation im Wurzelinnern zu verstehen und zu verbessern. „Wir haben ja einen Ozean von Stickstoff um uns, denn die Luft besteht zu 78 Prozent daraus. Für die Pflanzen allerdings ist der bisher nicht nutzbar.“

Um dieses System, das bei den Hülsenfrüchten funktioniert, auch in Getreide einzubringen, seien auch weitere Szenarien denkbar. Zum einen könne man versuchen, die Wildreispflanzen, die eine Symbiose mit den Bakterien ausbilden, mit Kulturpflanzen zu kreuzen. Das sei aber ein Unterfangen, bei dem der Zufall regiert. Darum bevorzugt Reinhold den Ansatz, die Gene, die in den passenden Wildreissorten für diese Symbiose zuständig sind, zu isolieren und in die Kulturpflanzen einzubringen. Möglich sei auch, das genetische System für die Knöllchenbildung aus den Hülsenfrüchten oder sogar die entsprechenden Enzyme der Bakterien in das Genmaterial der Getreide zu überführen. Das bedeute allerdings einen erheblichen Eingriff in das genetische Material der Pflanzen, „und da glaube ich nicht, dass die Verbraucher das akzeptieren würden“, so Reinhold.

Solchen transgenen Pflanzen steht sie selbst sehr positiv gegenüber – „so lange man darauf achtet, dass keine schädlichen Wirkungen entstehen wie die Produktion von Allergenen.“ Der Vorteil dieser Methoden liege nämlich darin, dass in die Pflanzen nicht – wie bei der Kreuzung – eine Vielzahl unbekannter oder gar unerwünschter Gene eingebracht wird. Deshalb hofft sie, dass der Ruf transgener Pflanzen über einen verantwortungsvollen Umgang seitens der Forscher und eine wohlinformierte Debatte „ohne Glaubenskriege fernab wissenschaftlicher Fakten“ verbessert wird. (Dieser Text wurde veröffentlicht am 30.05.2012).

Autorin: Anke Wilde

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