Schädlingsresistenter Mais

In den Genen liegt die natürliche Abwehrkraft
Durch „smart breeding“ wird der Maiszünsler sich bald neue Wirtspflanzen suchen müssen.
Durch „smart breeding“ wird der Maiszünsler sich bald neue Wirtspflanzen suchen müssen.
Genetiker des Wissenschaftszentrums Weihenstephan (WZW) der Technischen Universität München haben jetzt einen Weg gefunden, die natürlichen Abwehrkräfte von Maispflanzen zu stärken. Durch den Blick in die Gene und neue Methoden der Pflanzenzüchtung können die Maiserträge gesichert und Pflanzenschutzmittel eingespart werden.
Die Larven des Maiszünslers ( Ostrinia nubilalis) haben es vor allem auf das Stängelmark von Maispflanzen abgesehen. Die Pflanzen verlieren durch den Raupenfraß ihre Standfestigkeit und brechen, wenn die Maiskolben zu schwer werden. Die Natur hat den Mais mit einem Schutzstoff gegen die kleinen Schädlinge ausgestattet: das Benzoxazinoid DIMBOA. Aber dieser für den Maiszünsler giftige Stoff wird nur in den Jungpflanzen gebildet: Ältere Pflanzen sind den Raupen schutzlos ausgeliefert.

Ertrag auf Kosten von Gesundheit
Professor Alfons Gierl vom Institut für Genetik am WZW und seinem Team ist es nun gelungen, die genetischen Grundlagen des natürlichen Abwehrmechanismus der Maispflanzen gegen den Maiszünsler vollständig aufzuklären. Dafür war es höchste Zeit: Denn in der jahrhundertelangen Selektion von Maissorten hatte die Menschheit vor allem auf hohen Ertrag geachtet – mit der Folge, dass die Bildung von DIMBOA in modernen Maiszüchtungen nur noch im Keimlingsstadium stattfindet.

Ziel: verlängerter Eigenschutz
Ziel der Genetiker vom Wissenschaftszentrum Weihenstephan ist es, die Zeit der DIMBOA-Synthese in den Maispflanzen zu verlängern. Dazu haben sie mit den Möglichkeiten der modernen Pflanzengenetik genau die Gene identifiziert, die für die Bildung von DIMBOA verantwortlich sind. Den Wissenschaftlern ist es gelungen, den letzten, bisher unbekannten Schritt des DIMBOA-Stoffwechselweges aufzuklären. Darauf aufbauend gingen sie daran, den natürlichen Abwehrmechanismus für den modernen Maisanbau nutzbar zu machen.

Konventionelle Weiterzucht
Im nächsten Schritt haben die Pflanzenforscher daher Archive alter Maissorten nach Linien durchsucht, die auch in ausgewachsener Form noch hohe DIMBOA-Konzentrationen aufweisen. Sie wählten 26 in Frage kommende Kandidaten aus, zogen sie im Gewächshaus an und analysierten nach drei Wochen die Versuchspflanzen. Zur Freude der Wissenschaftler lieferte die Untersuchung ein klares Bild. Zwei Linien hatten deutlich höhere Abwehrkräfte im Zellsaft als die restlichen geprüften Linien. Allerdings können sie im Ertrag nicht mit modernen Maissorten mithalten.
Ein dritter Schritt ist also notwendig, um die Eigenschaft „Selbstschutz" mit dem Merkmal „Ertrag“ zu kombinieren. Das passiert derzeit durch klassische Züchtung, indem zwei in diesen Punkten herausragende Maislinien miteinander gekreuzt werden. Da die Pflazenzüchter aber durch genetische Analyse genau bestimmen können, auf welchen Chromosomen die relevanten Gene sitzen, wird der gesamte Züchtungsprozess wesentlich verkürzt. Durch den Anbau von Maissorten, die sich aus eigener Kraft gegen den Maiszünsler schützen, kann der Einsatz von Pflanzenschutzmitteln stark reduziert werden.
Die Forscher des Wissenschaftszentrums Weihenstephan sind daher zuversichtlich, dass schon in wenigen Jahren abwehrstarke Maispflanzen auf den Feldern stehen werden.
Übrigens ist dieses sogenannte „Smart-Breeding“-Verfahren gegenwärtig dabei, die Pflanzenzüchtung zu revolutionieren. Im Gegensatz zur Grünen Gentechnik stößt das neue Züchtungsverfahren auf keine politischen Widerstände.

Weitere Infos: http://www.wzw.tum.de/genetik/


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Aktualisiert am: 03.07.2008 08:54
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