Wie sich Pflanzen gegen Trockenstress schützen: Neue Konzepte gegen Dürren

An Pflanzen, Moosen, Hefen und Bakterien, die besonders gut an Hitze und Trockenheit angepasst sind, untersucht man grundlegende Mechanismen, die Pflanzen gegen Trockenstress schützen können.

Einige Schutzmechanismen sind bereits bekannt, wie zum Beispiel die Verringerung der Anzahl der Spaltöffnungen, mit deren Hilfe die Pflanze Kohlendioxid aufnimmt, durch die aber auch Wasser verdunstet. Ein anderer Schutzmechanismus ist die erhöhte Produktion von Proteinen, die andere Proteine, Zellmembranen und Zellorganellen schützen. Kann man die Gene identifizieren, die an solchen Schutzmechanismen beteiligt sind, ist es möglich, sie mit Hilfe gentechnischer Methoden auf Nutzpflanzen zu übertragen und damit weitere Optionen für die Züchtung zu eröffnen.

In mehrere Nutzpflanzenarten wurden bereits "Trockentoleranzgene" eingeführt. Einige der daraus hervorgegangenen Linien werden in Freilandversuchen getestet.

Australien: Stresstoleranter Weizen. So wird etwa in Australien, das von Dürreperioden besonders stark betroffen ist, intensiv an der Entwicklung trockentoleranter Weizensorten gearbeitet. In einem Forschungsprojekt des Department for Primary Industries im Bundesstaat Victoria wurden fünfzehn verschiedene Kandidatengene für Trockentoleranz in Weizen transformiert. In Anbauversuchen bei Trockenheit haben mehrere dieser Linien deutliche höherer Erträge geliefert als konventionelle Sorten. Bis zur Anwendungsreife werden jedoch noch einige Jahre vergehen.

Argentinien: Mehr Ertrag bei Dürre durch ein Sonnenblumen-Gen. Eine andere Idee verfolgen Wissenschaftler des Agrobiotechnology Institute of the Littoral in Argentinien: Sie haben unter 50.000 Genen der Sonnenblume ein Gen gefunden, das eine zentrale Rolle bei Anpassung der Pflanze an Stresssituationen spielt. Dieses HAHB4-Gen wurde in Mais-, Weizen- und Sojabohnenpflanzen eingebracht.  Die so gentechnisch veränderten Pflanzen wurden in mehreren Regionen des Landes unter verschiedenen Klimabedingungen und auf unterschiedlichen Böden angebaut. In den Versuchen zeigte sich, dass die neuen Pflanzen nicht nur trocken- und salzresistent sind, sondern auch eine deutlich höhere Produktivität besitzen - und das sogar nicht nur bei Dürre und Wasserknappheit, sondern auch unter normalen klimatischen Bedingungen.

Derzeit laufen mit HAHB4-Pflanzenlinien Versuchsreihen zur Umwelt- und gesundheitlichen Sicherheit. Sollten diese ebenfalls positiv ausfallen, könnte eine Markteinführung vorbereitet werden.