Wurzeln sind lebenswichtig für alle Vertreter der Pflanzenwelt: Sie geben Halt und versorgen die oberirdischen Pflanzenteile mit Wasser und Nährstoffen. Dabei verfügen Pflanzen über ganz unterschiedliche Arten des Wurzelaufbaus. Die Wurzeln der Gerste beispielsweise wachsen normalerweise mehr in die Breite als geradewegs in die Tiefe. Doch ein Forschungsteam der Universitäten Bonn und Bologna hat entdeckt, dass eine Gerstenlinie ungewöhnlich tiefe Wurzeln bildet. Ursache dafür ist eine Genmutation. Solche Mutationen, die zu vorteilhaften Veränderungen der Wurzelarchitektur führen, sind eigentlich sehr selten. Die Wissenschaftler hoffen, dass sie diese Veränderung nutzen können, um Sorten bereitzustellen, deren Wurzeln auch in Trockenperioden noch an Wasser gelangen können. So könnten sie die Sorten resistenter gegen den Klimawandel machen.

Mutation auf dem fünften Chromosom

Um zunächst nach der Ursache der Genveränderung zu suchen, analysierten die Wissenschaftler zunächst das Genom der Gerstenlinie. Sie fanden eine Genmutation auf dem fünften Chromosom, dank der die Wurzeln stärker der Schwerkraft folgen. Das konnten sie sogar sichtbar machen, indem sie die mutierten Pflanzen um 90 Grad kippten und das Wurzelwachstum mithilfe eines Kernspintomographen im Erdreich verfolgten. Ohne langes Zögern änderten die Wurzeln die Wachstumsrichtung Richtung Erdmittelpunkt. Daraufhin erhielt die Mutation den Namen: „enhanced gravitropism 2“ (egt2).

CRISPR/Cas ermöglicht die Züchtung dürreresistenter Pflanzen

Seltene Mutationen wie diese bieten ein großes Potenzial für die Züchtung klimaangepasster Kulturpflanzen. Ziel der italienisch-deutschen Wissenschaftlergruppe ist es nun, das mutierte Gen egt2 mit der Genschere CRISPR/Cas auf andere Gerstenlinien und Pflanzenarten zu übertragen und so deren Wurzelarchitektur zu verändern. Sie hoffen, damit landwirtschaftliche Erträge zu stabilisieren oder sogar zu steigern, wenn die Wasserversorgung der limitierende Faktor für die Pflanzen ist.

Dennoch ist diese neue Wurzelarchitektur keine grundsätzliche Lösung für den Gerstenanbau. Denn ist der Ackerboden nährstoffarm, wäre ein breites, flaches Wurzelnetz hilfreicher, um mehr Nähstoffe aus der Erde zu filtern. Es kommt also auf den Standort an, ob diese Mutation für den Landwirt nützlich ist.

Quelle: pflanzenforschung.de