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Montag, 18.12.2017
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Gentechnik macht Pflanzen salztolerant

Verstärkung eines natürlichen Stoffwechselweges führt zur Salzausscheidung

Die zunehmende Versalzung von Böden ist eines der großen Probleme der kommenden Landwirtschaft. Jetzt hat ein australisch-britisches Forscherteam Pflanzen gentechnisch so verändert, dass sie überschüssiges Salz ausscheiden, bevor es in die empfindlichen Blätter gelangen kann. Auch erste Versuche mit salztolerantem Reis sind vielversprechend.
Arabidopsis-Pflanzen auf salzigem Boden ohne Genveränderung (oben) und mit(unten)

Arabidopsis-Pflanzen auf salzigem Boden ohne Genveränderung (oben) und mit(unten)

Die zunehmende Trockenheit in vielen Gebieten weltweit führt dazu, dass immer mehr Felder bewässert werden und in der Folge versalzen. Als Folge sinken die Erträge. „Besonders in bewässerten Gebieten, in denen ein Drittel der Lebensmittel auf der Erde produziert werden, hat die Versalzung Einfluss auf das Wachstum von Pflanzen. Dieses Problem wird sich weiter verstärken, da der Druck, weniger Wasser zu verwenden, steigt und die Wasserqualität sich verschlechtert", erläutert Professor Mark Tester von der Universität von Adelaide in Australien.

Salz in robustere Pflanzenteile umgelenkt


Er und sein Team setzten nun gemeinsam mit Wissenschaftlern der Universität von Cambridge in England eine Methode der genetischen Modifikation ein, um die Salztoleranz von Nutzpflanzen zu erhöhen. Ziel war es dabei, die Pflanzen dazu zu bringen, das Salz in den Teilen einzubinden, in denen es einen geringeren Schaden anrichten kann. Konkret ging es darum, Salz in Form von Natrium-Ionen aus den Blättern von Arabidopsis- Versuchspflanzen fernzuhalten.

Gentechnik nutzt schon vorhandenen Stoffwechselweg


Die Forscher veränderten dafür gezielt Gene von Zellen, die sich im Umfeld des Leitgewebes (Xylem) befinden. Diese Gene steuern einen „Transporter“, AtHKT1, mit dem die Pflanzen den Strom von Natrium-Ionen in die Triebe kontrollieren und minimieren. Durch Genmanipulation und gezielte Züchtung entwickelten die Wissenschaftler Pflanzenlinien, in denen dieses Gen unterschiedlich stark aktiv war. In den Linien mit überaktivem Transporter wurde tatsächlich das Salz aus den Leistungsbahnen entfernt wird, bevor es die Triebe der Pflanze erreichte. Dadurch wurde die Menge an giftigen Natrium-Ionen in den Trieben verringert und die Toleranz der Pflanze gegenüber einer Versalzung erhöht.


„Mit der genetischen Modifikation verstärken wir diesen Prozess und helfen den Pflanzen das zu tun, was sie ohnehin tun - nur viel besser", so Tester. Gegenwärtig arbeitet das Team daran, die Technologie auf Getreide wie Reis, Weizen und Gerste zu übertragen, wobei die Ergebnisse beim Reis bereits sehr viel versprechend sind.
(University of Adelaide, 29.07.2009 - NPO)
 
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