Molekulare Züchtung für eine nachhaltige Landwirtschaft

Unsere Reismutanten bilden die Grundlage für ein angewandtes Projekt, womit der Getreideanbau in Ägypten nachhaltiger werden soll.

Worum geht es bei dieser Forschung?

Die Landwirtschaft der Zukunft muss nachhaltiger werden. Entscheidend dabei ist der sorgfältige Umgang mit der lebenswichtigen Ressource Wasser. Das rapide Wachstum der Städte, das Vordringen der Wüsten und das Wachstum der Weltbevölkerung begrenzt die Fläche, die für die Landwirtschaft zur Verfügung steht. Die Grüne Revolution hat in den letzten fünfzig Jahren den Ertrag pro Fläche verfünffacht und damit die Ernährung gesichert (dass es immer noch Hunger auf unserem Planeten gibt, hat nichts mit Landwirtschaft, sondern vor allem etwas mit Verteilungsgerechtigkeit zu tun!). Dieser unbestrittene Erfolg ist zunehmend bedroht - überstrapazierte Böden verdorren, wertvolles Trinkwasser wird für die intensive Landwirtschaft gebraucht, Böden werden salzig. Wir müssen neue Sorten züchten, die besser mit Trockenheit und salzigen Böden zurechtkommen und dennoch Ertrag bringen ("yield under stress").

 

Wie ist die Idee entstanden?

Mithilfe unserer Sammlung von Reismutanten konnten wir zeigen, dass die Steuerung des zentralen Stressfaktors Jasmonsäure darüber entscheidet, ob eine Pflanze mit Trocken- und Salzstress zurechtkommt oder aber die Waffen streckt. Für eine erfolgreiche Anpassung kommt es nicht nur darauf an, dass der Jasmonatsignalweg zum richtigen Zeitpunkt angeschaltet wird. Er muss auch rechtzeitig wieder ausgeschaltet werden, weil sonst die Pflanze Schaden nimmt. Im Grunde ist es recht ähnlich wie bei der menschlichen Abwehr: wenn wir Fieber bekommen, ist das eigentlich etwas Gutes, wenn das Fieber aber nicht mehr sinkt, dann kann das lebensbedrohlich werden. Gemeinsam mit internationalen Partnern arbeiten wir nun daran, dieses Wissen in die Praxis umzusetzen. Gemeinsam mit dem Agricultural Genetic Engineering Research Institute in Ägypten und dem  International Rice Research Institute (IRRI) auf den Philippinen untersuchten wir Mutanten, bei denen das Stress-Hormon Jasmonsäure (das "Adrenalin der Pflanze") nicht gebildet wird, und die überraschenderweise besser mit Dürre zurechtkommen als normale Reispflanzen.

 

Was ist unsere Vision?

Wir entdeckten Genen, die dazu beitragen, dass Reis in Stress-Situationen "einen kühlen Kopf" behält und besser zurechtkommt. Mit diesem Wissen kann man durch sogenanntes smart breeding schneller vielversprechende Kandidaten für die Züchtung identifizieren Nächste Etappe ist nun,in einer konzertierten Aktion von Wissenschaftlern vom KIT, dem IRRI, Japan und Myanmar die Stress-Resistenz einer für Myanmar wichtigen Reissorte zu verbessern.

 

Einzelprojekte