Die Reiskrankheit Weißblättrigkeit kennen Bäuerinnen und Bauern in Asien und Afrika schon lange. Verursacht wird sie vom Bakterium Xanthomonas oryzae, vielerorts sind erhebliche Ernteverluste die Folge. In Tansania galt der Erreger lange Zeit als unproblematisch – bis 2019. Seitdem erleiden in immer mehr Regionen des afrikanischen Landes die Reisfelder gravierende Schäden durch die Weißblättrigkeit. Ein internationales Forschungsteam mit deutscher Beteiligung will den Vormarsch der Pflanzenkrankheit nun stoppen.

Asiatische Variante nach Tansania eingeschleppt

Ursächlich für die Veränderung seit 2019 ist wohl eine asiatische Variante des Bakteriums. Darauf deuten Analysen der Genomsequenz des problematischen Xanthomonas-Stammes hin. „Vor 2019 wurden keine Stämme aus Asien in Afrika gefunden und umgekehrt, was auf eine kürzlich erfolgte Einschleppung aus Asien nach Afrika hindeutet, die nun in ganz Tansania Ertragsverluste verursacht“, berichtet Boris Szurek vom französischen IRD.

Den Analysen zufolge kann dieser Stamm nicht nur das in Reis weit verbreitete Resistenzgen iTAL blockieren und so die Pflanze erfolgreich befallen. Der Stamm injiziert auch ein bestimmtes Protein in die Zellen, um dort den Zuckertransporter SWEET11a zu aktivieren. Wie ein Schlüssel öffnet das Protein das Schloss zu den Vorratskammern der Pflanzen. Die so freigesetzten Zuckermoleküle aus den Pflanzenzellen nutzen die Bakterien, um sich zu vermehren.

Genomeditierte Reislinien sind resistent

„Um die afrikanische Reiserzeugung vor der neuen Bedrohung durch diese pathogenen Bakterien zu schützen, haben wir neue Züchtungsmethoden angewendet, um die ‚Schlösser‘ der beliebten ostafrikanischen Elitereissorte Komboka auszutauschen, damit der ‚Schlüssel‘ des Erregers die Speisekammer nicht mehr aufsperren und somit die Krankheit gar nicht erst verursachen kann“, erläutert Wolf B. Frommer von der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf. „Die optimierten Linien weisen ein breites Resistenzspektrum gegen Vertreter aller uns bekannten asiatischen und afrikanischen Xoo-Stämme auf, darunter auch gegen die Stämme, die kürzlich in Tansania entdeckt wurden.“

Das Potential dieser Entwicklung beleuchtet Bing Yang von der Universität Missouri in den USA, der ebenfalls am Projekt beteiligt war: „Mit diesen Entdeckungen werden wir afrikanischen Wissenschaftlern helfen und neue Züchtungsmethoden einsetzen, um lokal angepasste, krankheitsresistente Reissorten zu entwickeln.“ Die Erkenntnisse können demnach auch bei der klassischen Züchtung von Sorten angewendet werden, die gegen die sich schnell ausbreitenden Stämme resistent sind – für Länder, die bisher keine Regulierungen für Züchtungen mittels Genome Editing etabliert haben. Über Details ihrer Arbeit berichten die Forschenden im Fachjournal eLife.

bl