Virusresistenter Reis für Afrika
Wissenschaftlerteam erzeugt Resistenz mittels Genschere
Ein deutsch-französisches Forschungsteam hat mit der Genschere CRISPR/Cas Reispflanzen erzeugt, denen das Rice Yellow Mottle Virus nichts mehr anhaben kann. Dieses bedroht vor allem die Ernten von afrikanischen Kleinbauern.
Verschiedene Reispflanzen, sowohl Kontrollpflanzen als auch Mutanten, im Alter zwischen drei und vier Wochen nach einer Inokulation (künstlichen Infektion) mit dem Virus RYMV. Reispflanze mit der neuen RYMV-Virusresistenz zeigte keine Schäden und ein normales Wachstum. Foto: Laurence Albar / IRD
Reis ist in vielen Regionen Afrikas Grundnahrungsmittel. Foto: Pashi/Pixabay
Das Rice Yellow Mottle Virus (RYMV) ist ein RNA-Virus (also ein Virus, dessen Erbgut aus Ribonukleinsäure besteht), das speziell Reispflanzen befällt. Es ist besonders in Afrika verbreitet. Erstmals in den 1960er Jahren in Ostafrika identifiziert, bedroht es die Reisernten und hat sich in vielen Reisanbaugebieten Afrikas ausgebreitet, einschließlich West- und Zentralafrika.
Die Infektion durch RYMV verursacht Symptome wie Vergilbung der Blätter, Wachstumsverzögerungen und Streifenbildung auf den Blättern. Ertragsausfälle können – je nach Schwere der Infektion – 10 bis 100 Prozent betragen. Für kleinbäuerliche Betriebe kann das existentielle Probleme verursachen.
Bekämpfung schwierig
RYMV wird hauptsächlich durch Insekten übertragen, besonders durch die Reiszikade. Für eine Bekämpfung mit Pflanzenschutzmitteln fehlen Kleinbauern in der Regel finanzielle Mittel. Ist eine Reispflanze erst einmal infiziert, gibt es keine weiteren Bekämpfungsoptionen.
Die Lösung: Resistente Reissorten
Die Züchtung virusresistenter Reissorten ist die vielversprechendste Option. Diesem Ziel hat sich ein Forschungsteam der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) und des französischen IRD (Institut de Recherche pour le Développment France) in Montpellier verschrieben.
Allerdings ist es mit einer einfachen Kreuzungszüchtung nicht getan. Denn in Afrika wird hauptsächlich die asiatische Reisvariante Oryzae indica angebaut. Sie ist zwar ertragreich, ihr fehlen aber die passenden Resistenzgene. Die wiederum gibt es in der afrikanischen Reisvariante Oryza glaberrima, allerdings bringt sie keinen Ertrag. Würde man beide Arten kreuzen, erhielte man sterile Nachkommen.
Ein Fall für die Genschere
Den Ausweg bietet die Genomeditierung mit CRISPR/Cas. Mit dem gezielten Ausschalten des Gens RYMV2 in Oryzae indica haben die Wissenschaftler exakt das Resistenzgen hergestellt, das bereits in der afrikanischen Reisvariante vorhanden ist. Die anschließende Überprüfung im Gewächshaus ergab, dass die neue Reisvariante tatsächlich virusresistent und genauso ertragreich wie die Ausgangspflanze ist. Im nächsten Schritt will das Team die Genomeditierung mit verschiedenen Reis-Elitesorten wiederholen, die von wirtschaftlicher Bedeutung in Afrika sind. Bestätigen Freilandversuche den Erfolg, könnte es sein, dass der Schrecken, den RYMV in Afrika verbreitet hat, erst einmal der Vergangenheit angehört.
Weitere Forschung notwendig
Ganz weg ist die Gefahr aber noch nicht. Immer noch kann das Virus die Resistenz der Reispflanzen überwinden. Durch das Kombinieren mehrerer Resistenzgene in einer einzigen Pflanze kann jedoch eine breiter angelegte und robustere Resistenz geschaffen werden: Indem man verschiedene Resistenzmechanismen in einer Pflanze sozusagen „stapelt“, wird es für das Virus schwieriger, gleichzeitig alle Resistenzbarrieren zu überwinden. Ausgiebige Feldversuche zur Wirksamkeit der Resistenzen und eine kontinuierliche Überwachung der Viruspopulationen und ihrer evolutionären Veränderungen sind anschließend wichtig, um frühzeitig auf neue Bedrohungen reagieren zu können.
Quelle: pflanzenforschung.de
