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Anti-Stress-Reis durch Genmanipulation
26. Nov 2002 08:57
 | Gentech-Reis mit Trehalose (links) widersteht Stress besser als herkömmliche Sorten. | | Foto: PNAS |
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Eine gentechnisch hergestellte Reissorte bringt auch bei Trockenheit und hohen Salz-Konzentrationen im Boden noch Erträge.
Eine neue gentechnisch erzeugte Sorte Reis soll Erträge auch in Gegenden sichern, in denen die Kulturpflanze normalerweise nicht oder schlecht gedeiht.
Anti-Stress-Zucker
Ein Team aus US-amerikanischen und koreanischen Wissenschaftlern verpflanzte Erbanlagen für den Zucker Trehalose in ein Reis-Chromosom. Das Kohlenhydrat-Molekül hilft den Pflanzen unter Stress-Situationen wie Trockenheit, Kälte oder hohem Salzgehalt im Boden, ihre Lebensfunktionen aufrecht zu erhalten. Die Trehalose stabilisiert dabei Biomoleküle wie Fettsäuren und Enzyme, die sonst denaturiert und für die Pflanze unbrauchbar würden.Trehalose galt seit langem als wichtiger «Kandidat» für solche Anwendungen. Das Molekül findet sich vor allem bei bestimmten Pilzen und Bakterien, aber auch bei Dürre-resistenten Pflanzen. Bisher war es allerdings nicht gelungen, Trehalose-Gene so in Pflanzen-Genome einzubringen, dass die Erträge sich tatsächlich verbesserten und andere lebenswichtige Funktionen nicht gestört wurden.
Gen-Kopplung
Das von Ray Wu von der Cornell University in Ithaka geleitete Team hat jetzt die beiden für die Produktion von Trehalose nötigen Gene des Bakteriums Escherichia coli in Basmati-Reis eingebracht. Beide werden durch ein so genanntes Fusions-Gen aneinander gekoppelt. Durch die Fusion lässt sich die Gen-Aktivität besser steuern. Hinzu kommt noch ein Promoter-Gen, das auf der DNA vor den Trehalose-Erbanlagen liegt. Der Promoter aktiviert die Trehalose-Gene nur dann, wenn die Pflanze unter Stress steht. Er wird selbst von Proteinen angeschaltet, die nur unter Stressbedingungen produziert werden.Kommerziell angebaut, so haben Wu und seine Kollegen errechnet, könnte der Gen-Basmati zu Ertragssteigerungen von etwa 20 Prozent führen. Ein Risiko für wilde oder herkömmliche Kultursorten sieht der Cornell-Professor nicht. Trehalose-Gene kämen, wenn auch nicht in dem Maße wie bei der neuen Sorte, auch bei wildem und Kulturreis vor. Einwände gegen gentechnische Veränderungen bei Pflanzen werden vor allem mit nicht absehbaren ökologischen Risiken begründet. In vielen Ländern, etwa den USA und Kanada, werden gentechnisch veränderte Kulturpflanzen wie Mais und Raps seit Jahren angebaut.
'Goldener Reis'
Im vergangenen Jahr hatte eine von dem Zürcher Botaniker Ingo Potrykus geleitete Arbeitsgruppe ihren «goldenen Reis» vorgestellt. Bei dieser Sorte wird durch einen gentechnischen Eingriff die Vitamin-A-Produktion angekurbelt. Potrykus und seine Kollegen wollen damit einen Beitrag für die Versorgung von Millionen Menschen in Entwicklungsländern mit diesem Vitamin leisten. Vitamin-A-Mangel kann unter anderem zu Erblindung führen.Wie die Zürcher Arbeitsgruppe will auch das Team von Ray Wu seine Technik ohne Patent-Schutz frei zur Verfügung stellen. Die Ergebnisse der ersten Experimente mit dem Trehalose-Reis werden am heutigen Dienstag in den «Proceedings of the National Academy of Sciences» veröffentlicht. Andere mit Reis verwandte Kulturpflanzen wie Mais, Weizen, Roggen, Gerste und Zuckerrohr könnten möglicherweise ebenfalls mit Anti-Stress-Genen ausgestattet werden. Bei Mais und Weizen sind nach Wus Angaben bereits Experimente im Gange.
Für das Web ediert von Richard Friebe
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