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StartseiteForschung aktuellWenn die Dürre kommt16.10.2006

Wenn die Dürre kommt

Biologen greifen in den Wasserhaushalt von Nutzpflanzen ein

<strong>Biologie. - Italien gehört zu den Ländern in Europa, die bereits unter der Klimaverschiebung zu leiden haben, denn immer öfter bleibt im Süden der Regen aus und verdorren die Pflanzen. Mit einem genetischen Trick verhelfen Experten den Nutzgewächsen daher zu mehr Lebenskraft.</strong>

Von Thomas Migge

Italienische Biologen fanden einen genetischen Weg, um Pflanzen vor Dürre zu schützen. (Stock.XCHNG / Alejandro Basso)
Italienische Biologen fanden einen genetischen Weg, um Pflanzen vor Dürre zu schützen. (Stock.XCHNG / Alejandro Basso)

In Süditalien scheint immer öfter und immer länger die Sonne. In Folge der Klimaerwärmung leiden auch immer öfter die riesigen Gemüsefelder auf Sizilien und in Apulien unter der Trockenheit. Felder mit Gemüsesorten, die hier seit Jahrhunderten angebaut werden: wie zum Beispiel die typischen langförmigen San-Marzano-Tomaten oder die besonders schmackhaften Artischocken. Pflanzen, die, um zu gedeihen, einem bestimmten Mikroklima ausgesetzt sein müssen. Ein Mikroklima, das seit einigen Jahren aus dem Gleichgewicht geraten zu sein scheint. Im letzten Jahr regnete es in weiten Teilen Süditaliens monatelang gar nicht und viele Bauern, die über kein automatisches Bewässerungssystem verfügen, sahen ihre Pflanzen dahinwelken und konnten nicht viel dagegen unternehmen. Das könnte sich bald ändern, vorausgesetzt, die alten Gemüsepflanzen werden gegen neue ausgewechselt, erklärt Massimo Galbiati, Biologe an der Universität Mailand:

"In den 90er Jahren haben wir begonnen, uns die Frage zu stellen, ob man mit einer gentechnischen Lösung unsere typisch italienischen landwirtschaftliche Nutzpflanzen soweit verändern kann, dass sie auch einige Zeit ohne Wasser auskommen können, ohne Schaden zu nehmen. Wir haben jetzt eine solche Lösung gefunden und im nachhinein scheint sie uns kinderleicht."

Massimo Glabiati und seine Kollegen vom biomolekularen Institut der Universität Mailand haben dafür die in der Regel zweiseitig-symmetrischen seitlichen Anhangsorgane der Sprossachsen bei Pflanzen genau unter die Lupe genommen, kurz: die Blätter. Dabei machten sie eine interessante Entdeckung: die Blätter enthalten ein Gen, das die Forscher AtMYB60 nennen. Dieses Gen steuert die Funktionsweise der Oberflächenporen. Jener Poren, durch die ein Blatt Sauerstoff und Kohlendioxid mit der Umwelt austauscht. Die so genannte Photosynthese ist die wichtigste Aufgabe, die Blätter für Pflanzen zu erfüllen haben. Ebenso wichtig ist auch die Transpiration, also die Verdunstung von Wasser über die Poren. Galbiati und seinen Kollegen ist es gelungen, den Verdunstungsvorgang zu beeinflussen:

"Ausgehend von der Transpirationsfunktionsweise haben wir entdeckt, dass das Steuergen das Öffnen und Schließen der Poren reguliert. Im Fall von großer Trockenheit öffnen sich die Poren nur ein wenig, damit nur ein geringer Teil der in der Pflanze angesammelten Feuchtigkeit verdunstet. Verfügt die Pflanze viel über lebenswichtiges Nass, sorgt das Gen dafür, dass sich die Poren weit öffnen."

Die Mailänder Molekularbiologen entwickelten gentechnisch veränderte Pflanzen, die über kein Regulierungsgen und somit über keinen Mechanismus mehr verfügen, der die Öffnung der Poren auf der Blattoberfläche reguliert. Als Folge dieses gentechnischen Eingriffs fallen die Poren nur sehr klein aus. Ihre Öffnungen können sich nicht mehr weiten und verengen. Auch im Fall von Trockenheitsstress haben die Poren nicht mehr Möglichkeit der Verengung. Dazu die römische Biologe Antonio Crespi:

"Ab Oktober werden die Pflanzen mit den gentechnisch verengten und statischen Poren getestet. Wir verfügen ja seit Jahren über landwirtschaftliche Nutzpflanzen für chronische Dürreländer, die sehr lange ohne Wasser auskommen können. Uns ging es aber um Pflanzen für jene Zonen, darunter auch Südeuropa, in denen keine regelmäßigen, sondern nur unregelmäßig auftretende Dürrestrecken auftreten."

Antonio Crespi arbeitet als Berater für die in Rom ansässige Welternährungsorganisation FAO, eine Unterorganisation der Vereinten Nationen. Dort ist man wohl sehr an den gentechnisch veränderten Pflanzen aus Mailand interessiert, denn nicht überall auf der Welt hat die FAO es mit jahrelanger Trockenheit zu tun. Oft besteht das Problem darin, dass der erwartete Regen auf sich warten lässt oder dass es zu unerwarteten Trockenperioden kommt, die mehrere Tage oder wenige Wochen dauern können. In solchen Gebieten können die gentechnisch modifizierten Pflanzen aus Mailand wesentlich länger ohne Wasser überleben als ihre naturbelassenen Verwandten.

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