Von Deutschland aus wird künftig ein internationales Reiszüchtungsprojekt koordiniert. Unter Führung des Düsseldorfer Pflanzenforschers Wolf Frommer soll Reis vor dem gefürchteten Bakterium Xanthomonas oryzae oryzae gewappnet werden. Es löst die sogenannte Weißblättrigkeit aus, die in Afrika, Indien und Südostasien zu heftigen Ernteeinbußen und Not in der Bevölkerung führt. In dem internationalen Konsortium werden Forscher aus Deutschland, den USA, Frankreich, Kolumbien und den Philippinen zusammenarbeiten. Für das ambitionierte Projekt, in dem innovative Pflanzenzüchtungstechniken wie die Genschere CRISPR-Cas eingesetzt werden, stellt die Bill-und-Melinda-Gates-Stiftung 6 Mio. US-Dollar über einen Zeitraum von vier Jahren zur Verfügung.

Vorarbeiten sind geleistet

Forscher verschiedener Arbeitsgruppen haben unabhängig voneinander entdeckt, dass das sogenannte SWEET-Protein der Schlüssel für die Resistenz von Pflanzen gegen die Reiskrankheit ist. Die Arbeitsgruppe um Wolf Frommer identifizierte diese Eiweißstoffe als pflanzeneigene Zuckertransporter. Sie transportieren von der Pflanze durch Photosynthese erzeugte Zuckermoleküle von den Blättern in die Samen. Der bakterielle Erreger programmiert den Transportmechanismus um und verwendet dann die Zucker für sich. Dazu aktivieren die Bakterien die Transporter in den Reiszellen und verschaffen sich Zugang zu den Nährstoffen.

Dem Erreger die Nahrungszufuhr verweigern

Kann verhindert werden, dass das Bakterium die Transporter aktiviert, so können sich die Erreger nicht vermehren und die Pflanze ist resistent gegen die Weißblättrigkeit. „Diese überraschende Entdeckung gibt uns jetzt die Strategie für unser gemeinsames Forschungsprojekt vor: Wir schneiden den Krankheitserregern den Zugang zu ihrer Speisekammer – den Zuckerspeichern der Pflanzen – ab und hungern sie so aus“, so Frommer, der das internationale Projekt vom Institut für Molekulare Physiologie an der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf aus leitet. Der Pflanzenforscher ist als Träger der Alexander von Humboldt-Professur im April dieses Jahres von der Stanford University an die Universität Düsseldorf gewechselt. Er arbeitet zudem am Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung in Köln.

Einsatz der Genschere CRISPR-Cas

Das neue Forschungsprojekt ist am 1. August gestartet. Die Forschungsarbeiten sollen überwiegend in der von Joob Seob Eom geleiteten Arbeitsgruppe am MPI in Köln durchgeführt werden. Wie Frommer bioökonomie.de auf Anfrage per E-Mail mitteilte, kommt bei den molekularbiologischen Methoden auch die Genschere CRISPR-Cas und weitere neue Züchtungsmethoden zum Einsatz. Fremdes Erbgut werde aber nicht in die Pflanzen eingebracht. „Unsere Ansätze sind nicht transgen und damit ununterscheidbar von natürlich auftretenden Varianten“, so Frommer. Mit ihrer Methode seien die Forscher in der Lage, genetische Varianten gezielter, schneller und einfacher kombinieren zu können als mit klassischen Züchtungsmethoden.

Neue Sorten sollen für alle da sein

Nach den ersten erfolgreichen Modellversuchen sollen nun verschiedene Sorten entwickelt werden, die in der Praxis eingesetzt werden können. „Für Farmer in Indien, Südostasien und Afrika könnten diese Sorten das Leben wesentlich verbessern. Unsere Pflanzen tragen keine Herbizidresistenzen, keine fremden Gene“, schreibt Frommer. Die Forscher möchten erreichen, dass das Saatgut später frei verfügbar ist und somit auch – oder insbesondere – den Armen im Kampf gegen die Reiskrankheit helfen kann. Zudem würden die Forschungsergebnisse aus dem Projekt möglicherweise ein analoges Vorgehen bei anderen Pflanzenkrankheiten nach sich ziehen, sodass auch der Einsatz von Pflanzenschutzmitteln ohne Ertragseinbuße reduziert werden könne.

ml/bp