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StartseiteForschung aktuellImmun durch Gentechnik26.09.2012

Immun durch Gentechnik

Gentechnisch veränderte Cassava-Pflanzen werden resistent gegen Virenkrankheiten

Weil die Maniok-Pflanze selbst unter schlechten Bedingungen fast immer Ertrag liefert, schätzen Kleinbauern in Schwarzafrika die stärkehaltige Knolle. Sie ist das fünftwichtigste Grundnahrungsmittel weltweit, 600 bis 800 Millionen Menschen verzehren die Knollen jeden Tag. Forscher aus Zürich haben jetzt mithilfe von Gentechnik eine neue Sorte entwickelt, die gegen zwei Viruskrankheiten resistent ist.

Von Katrin Zöfel

Maniokwurzeln  liegen in Uganda vor einer Hütte zum Trocknen in der Sonne. (picture alliance / dpa / Frank May)
Maniokwurzeln liegen in Uganda vor einer Hütte zum Trocknen in der Sonne. (picture alliance / dpa / Frank May)

"Der Cassava-Mosaik-Virus ruft sehr starke Symptome an den Blättern hervor, vor allem gelbliche Flecken entlang der Blattadern. Die zweite Krankheit, die Braunstreifen-Krankheit, ist versteckter. An den Blättern sieht man oft kaum etwas, sodass die Bauern gar nicht merken, dass sie ein Problem haben. Erst bei der Ernte sehen sie die braunen Stellen in den Knollen. Diese befallenen Knollen kann man nicht mehr essen."

Herve Vanderschuren, Forscher an der ETH Zürich, beschreibt die Symptome von zwei Viruskrankheiten, die der tropischen Ackerpflanze Cassava, auch Maniok genannt, zu schaffen machen. Die eine, ausgelöst durch das Cassava-Mosaik-Virus, ist schon lange in fast ganz Afrika südlich der Sahara verbreitet. Es gibt aber bewährte Sorten, denen das Virus kaum etwas anhaben kann. Die zweite, die Braunstreifen-Krankheit, dagegen macht Experten Sorgen: Bisher gab es sie fast nur in Ostafrika, in Tansania oder Uganda. Doch seit einigen Jahren breitet sie sich aus. Die Cassava-Sorten, die es gibt, sind sehr anfällig dafür. Die Welternährungsorganisation FAO warnte deshalb 2011 vor einer Pandemie auf dem Acker und rief dazu auf, mehr Geld und Energie in die Entwicklung neuer Sorten zu stecken. Herve Vanderschuren und seine Kollegen waren da schon an der Arbeit:

"Wir wollten uns eine Sorte vornehmen und genetisch verändern, die bei den Bauern vor Ort beliebt und die resistent gegenüber dem Cassava-Mosaik-Virus ist. In diese Sorte wollten wir dann eine neue Resistenz gegen die Braunstreifen-Krankheit einbauen. Das hat nach vielen Versuchen funktioniert: Wir haben jetzt Pflanzen, die gegen beide Krankheiten gut gewappnet sind. Wir haben also natürliche und gentechnisch erzeugte Resistenz kombiniert."

Die lokal angepasste Cassava-Sorte für ihre Versuche bekamen die Zürcher Forscher vom Internationalen Institut für Tropische Landwirtschaft IITA in Nigeria. Die Experten dort entwickeln seit Jahrzehnten neue Sorten, indem sie in langwierigen Tests die besten Varianten auswählen. Auf diese konventionelle Züchterarbeit baut Herve Vanderschuren auf.

Das Genom der Viren, die die Braunstreifenkrankheit auslösen, ist seit 2009 bekannt. Es sind sogenannte RNA-Viren. Das heißt, ihre Erbinformation liegt nicht wie bei Mensch, Tier und Pflanze als DNA vor, sondern in einer etwas anderen Form. Pflanzen wehren sich gegen diesen Viren-Typ, indem sie nach der Infektion bestimmte RNA-Formen, die für die Viren typisch sind, erkennen und zerstören. Herve Vanderschurens Idee war nun, die Cassava-Pflanzen so zu verändern, dass diese Abwehrmaßnahmen immer ablaufen, egal, ob das Virus schon da ist oder nicht. Und das hat geklappt:

"Wenn das Virus die Pflanze jetzt infiziert, stößt es auf eine starke Abwehr. Es wird in seine Einzelteile zerlegt."

Die Mechanismen, die hinter diesen Vorgängen stecken, sind relativ gut verstanden, obwohl dieses sogenannte RNA-Silencing erst vor 13 Jahren entdeckt wurde. Die Forscher aus Zürich hoffen nun darauf, dass sich unter den vielen Cassava-Sorten und lokalen Varianten weltweit doch noch natürliche Resistenz gegen die Braunstreifen-Krankheit finden wird.

"Das wäre auf jeden Fall sehr spannend. Wir könnten versuchen, die Resistenzmechanismen noch genauer zu verstehen. Dabei könnten wir viel lernen. Dazu kommt: Zum einen könnte man diese natürliche Resistenz in der normalen, gentechnikfreien Züchtung verwenden. Wir könnten aber auch neue Gene finden, die wir mit unseren Techniken untersuchen, verstehen und schließlich auf bewährte Sorten übertragen können."

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