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05. August 2013, 17:58 Uhr

Wichtiges Getreide

Wurzel-Gen schützt Reis in Dürrezeiten

Reis zählt zu den wichtigsten Getreidesorten weltweit. Doch einige Sorten haben in Dürrephasen massive Probleme. Wissenschaftler haben nun ein Gen identifiziert, das Reis bei Trockenheit vorm Schlimmsten bewahrt.

Ist genügend Wasser vorhanden, liefern viele Reissorten sehr gute Erträge. Doch bei Trockenheit zeigen sich große Unterschiede: Während mancher Reis auch bei Dürre einigermaßen gedeiht, gehen andere Pflanzen schnell ein.

Ein Team von Forschern aus Japan und Kolumbien hat nun untersucht, was das Getreide bei Dürre schützen kann. Im Fachmagazin "Nature Genetics" berichten die Forscher, dass ein einziges Gen dabei eine entscheidende Position einnimmt: Es sorgt dafür, dass die Pflanze tiefer wurzelt. Die Wissenschaftler um Yusaku Uga nennen es deshalb "Deeper Rooting 1" oder kurz: DRO1.

Uga und Kollegen stellten fest, dass das DRO1-Gen bei der in Asien weit verbreiteten Reissorte IR64 nicht ordentlich funktioniert. Durch eine Mutation an einer einzelnen Stelle mitten im Gen wird die Proteinproduktion frühzeitig beendet. Das verkürzte Protein übernimmt höchstwahrscheinlich seine üblichen Aufgaben nur unzureichend oder gar nicht. Die Sorte hat deshalb sehr flach verlaufende Wurzeln. Da der Reis aber auf unter Wasser stehenden Feldern angebaut wird, ist das normalerweise kein Problem.

Bei einer auf den Philippinen angebauten Reissorte (Kinandang Patong) ist das Gen dagegen unbeschädigt, wie die Forscher feststellten. Dieser Reis bildet deutlich tiefere Wurzeln aus.

Fast doppelt so tief reichende Wurzeln

Als die Wissenschaftler das funktionierende DRO1-Gen von Kinandang Patong in die Sorte IR64 einkreuzten, zeigte sich eine klare Wirkung: Die Wurzeln der gezüchteten Pflanzen reichten fast doppelt so tief ins Erdreich. Bei Dürre können sie so besser Wasser aus dem Boden ziehen als mit kurzen, flachen Wurzeln. Genetechnisch verändert war der Reis nicht: Es handelte sich um eine klassische Züchtung, die allerdings mit Methoden aus der Genforschung optimal eingesetzt werden konnte.

In mehreren Experimenten testeten die Forscher den Effekt des Gens beziehungsweise der tiefer reichenden Wurzeln:

Den genauen Einfluss von DRO1 auf die Wurzelbildung überprüften die Forscher zusätzlich mit gentechnisch veränderten Reislinien. Sie stellten dabei fest, dass die Wurzeln noch tiefer wachsen, wenn man das DRO1-Gen stärker aktiviert. Die Toleranz gegenüber Dürre ließe sich mit gentechnischen Methoden möglicherweise noch weiter steigern, meint Yusaku Uga. Er halte das für eine von mehreren sinnvollen Strategien, die Dürreresistenz von Reis zu steigern.

wbr

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