Doppeleffekt Neuer Pflanzendünger wirkt gegen Unkraut

Tricks mit Bakterien: Mit Pseudomonas stutzeri machen Biologen aus dem Element Phosphit das für Pflanzen lebensnotwendige Phosphat. Während sie ungestört wachsen und gedeihen, bleibt Unkraut außen vor - ihm schmeckt die angebotene Nahrung nicht.

Weizen auf einem Feld in Haßmoor (20.08.2012): hier soll "ptxD" auch einmal wirken
DPA

Weizen auf einem Feld in Haßmoor (20.08.2012): hier soll "ptxD" auch einmal wirken


London - Eine gentechnisch veränderte Pflanze gewinnt - im Labor - das lebensnotwendige Element Phosphor aus einem neuen Dünger, den Unkräuter nicht verwenden können. Diese hätten auf dem Acker dadurch große Nachteile. Das berichtet eine Gruppe um Luis Herrera-Estrella vom Mexikanischen Zentrum für die Genetik der Biodiversität in Irapuato. Die Ergebnisse präsentieren sie im Journal "Nature Biotechnology". Kulturpflanzen haben die Forscher noch nicht verändert, sie arbeiten bisher mit der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana), einem bei Pflanzengenetikern besonders beliebten Modellorganismus.

Pflanzen brauchen das Element Phosphor, das der Mensch in Form des Moleküls Phosphat (PO4-3) in großer Menge auf den Äckern verteilt. Dort nutzt es sowohl den gewünschten als auch den nicht erwünschten Pflanzen, also dem Unkraut.

Alternative Phosphit schafft es allein nicht

Als Dünger hat Phosphor aber gleich mehrere weitere Nachteile: Ein großer Teil wird von Bakterien abgebaut und steht den Pflanzen dann nicht mehr zur Verfügung. Nur 20 bis 30 Prozent der Menge werden tatsächlich von den Pflanzen aufgenommen, berichten die Mexikaner. Zudem sind die Vorräte begrenzt, und die Preise für den Dünger steigen. Ohne Phosphor geht es in der Biologie aber nicht: Das Element ist Teil der Erbsubstanz DNA und der Energieversorgung der Zellen.

Auf der Suche nach einer Alternative stießen Herrera-Estrella und Kollegen auf das Molekül Phosphit (PO3-3). Bereits nach dem Zweiten Weltkrieg hatte es Hinweise darauf gegeben, dass man womöglich auch dieses chemisch verwandte Molekül als Dünger einsetzen könnte. Nachteil bisher: PO3-3 wird von den meisten Mikroorganismen nicht angegriffen, allerdings können auch Pflanzen das Molekül nicht in ihren Stoffwechsel eingliedern, "was seinen Nutzen als Dünger limitiert", wie es die Wissenschaftler formulieren.

Indes, Herrera-Estrella kannte das Bakterium Pseudomonas stutzeri WM88, das über ein Gen namens ptxD verfügt. Dieses lässt ein Protein entstehen, mit dem Phosphit zu Phosphat wird.

Erstes Problem gelöst: Aber: Kann ptxD dasselbe auch in Pflanzen? Um diese Frage zu beantworten, schleusten die Mexikaner ptxD in ihr Lieblings-Modellgewächs Arabidopsis ein. Das Ergebnis: Die gentechnisch veränderte Pflanze nutzt Phosphit als einzige Quelle, um daraus das Element Phosphor zu erzeugen.

Bewährungsprobe im Freiland

Der Wildtyp, also die nicht veränderten Arabidopsis-Pflanzen, keimten zwar mit Phosphit, stellten dann aber das Wachstum bei einer Größe von drei bis sechs Millimetern ein. Die ptxD-Variante hingegen entwickelte Wurzeln und wuchs gut.

"Diese Ergebnisse zeigen, dass die transgenen Pflanzen nicht vom Wachstums-unterdrückenden Effekt von Phosphit betroffen sind und Phosphit als Phosphorquelle nutzen." Ein praktikabler Ersatz für Phosphat ist damit aber noch nicht gefunden. Sollte es überhaupt so weit kommen, müsste sich das Gen in anderen Pflanzen sowie im Freiland bewähren.

nik/dpa



insgesamt 14 Beiträge
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Seite 1
lloyd24 27.08.2012
1. Chemie 101
Also das ist wirklich schmerzhaft zu lesen hier: "Moleküls Phosphat (PO4-3)" und andere Stellen. Ist das wirklich so schwer einen [sup] bzw. [sub] Tag einzubauen? Hier musste selbst ich als Chemiker ein Weilchen nachdenken, welche neueste Kreation Sie uns hier verkaufen wollten. Zum anderen wäre die Bezeichung von Phosphat und Phosphit als Ion deutlich aussagekräftiger. Molekül ist zwar nicht falsch, aber schon recht ungewöhnlich, versteht man doch in der Regeln ungeladene Teilchen darunter...
lloyd24 27.08.2012
2. Chemie 101
Also das ist wirklich schmerzhaft zu lesen hier: "Moleküls Phosphat (PO4-3)" und andere Stellen. Ist das wirklich so schwer einen [sup] bzw. [sub] Tag einzubauen? Hier musste selbst ich als Chemiker ein Weilchen nachdenken, welche neueste Kreation Sie uns hier verkaufen wollten. Zum anderen wäre die Bezeichung von Phosphat und Phosphit als Ion richtig. Die Bezeichnung als Molekül ist schlichtweg falsch. {Nach dem nochmaligen Lesen der Definition des Moleküls bin ich mittlerweile überzeugt dass die Bezeichnung für das Phosphat-Ion falsch ist. Ein Chemiker hätte aber ohnehin nie den Begriff Molekül verwandt. Ich weiß auch nicht wo der Autor diesen Begriff her hat. Eine Korrektur wäre an dieser Stelle angebracht!} Dieser Kommentar darf gerne vor Veröffentlichung gekürzt werden oder nicht veröffentlich werden, hauptsache der Text wird korrigiert und meine Kernaussage bleib erhalten.
hanfiey 27.08.2012
3. Theorie
In der Praxis wird das nicht funktionieren denn Unkraut vergeht nicht. Auch will mir die Vorstellung nicht gefallen das hier mal wieder eine Abhängigkeit von einigen wenigen aufgebaut werden soll die vorhaben die Nahrungskette zu patentieren auf Kosten von Menschenleben. Es gibt Alternativen zu dem Problem aber das Anlegen von Monokulturen und die "moderne" Landwirtschaft lassen es einfach nicht zu. Früher gab es noch Klatschmohn und Blaue Blumen im Feld und das war völlig normal. Nebenbei, Stickstoffe können giftige Verbindungen bilden die üble Nebenwirkungen haben.
Hermes75 27.08.2012
4.
Zitat von sysopDPATricks mit Bakterien: Mit Pseudomonas stutzeri machen Biologen aus dem Element Phosphit das für Pflanzen lebensnotwendige Phosphat. Während sie ungestört wachsen und gedeihen, bleibt Unkraut außen vor - ihm schmeckt die angebotene Nahrung nicht. http://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/0,1518,852331,00.html
Ähm, Phosphit ist kein Element sondern eine Verbindung. Phosphor ist ein Element.
derjansel 27.08.2012
5. Vernünftiger Fortschritt
Wenn es wirklich funktioniert würden so behandelte Pflanzen Überdüngung beheben und dabei helfen die Ressourcen des Planeten besser zu schützen. Die Frage ist nur, wie lange das anhält, bis sich andere Pflanzen auch dieser neuen Ressourcen bedienen. Aber immerhin ein Fortschritt der bestimmt länger hält als Resistenzen.
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