10 Eine Reismutante bleibt cool unter Salzstress

Jasmonsäure und die pflanzliche Resilienz gegen Klimastress.

113. Hazman M, Hause B, Eiche E, Nick P, Riemann M (2015) Increased tolerance to salt stress in OPDA-deficient rice ALLENE OXIDE CYCLASE mutants is linked to an increased ROS-scavenging activity. J Exp Bot 66, 3339-3352

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Worum geht es?

Der Klimawandel läßt die Meeresspiegel ansteigen. Dadurch werden an sich fruchtbare landwirtschaftliche Böden in Küstennähe immer salziger. Besonders betroffen sind Ägypten, Vietnam und Bangladesh. Um die Ernährung zu sichern, brauchen wir daher neue Nutzpflanzen, die mit Salzstress zurechtkommen.

Reis als weltweit wichtigste Nahrungsquelle steht hier im Mittelpunkt. In einem vom BMBF geförderten deutsch-ägyptischen Gemeinschaftsprojekt Desertcereals (“Wüstengetreide”) untersuchten wir, wie Reis auf Salz- und Trockenstress reagiert. Hier machten wir die überraschende Beobachtung, dass von uns entwickelte Mutanten, die das zentrale Stresshormon Jasmonsäure (also eine Art “Adrenalin der Pflanzen”) nicht mehr bilden können, deutlich besser abschneiden als normale Reispflanzen. Bei der Suche nach dem Grund zeigte sich, dass eine Vorstufe der Jasmonsäure, OPDA, in den normalen Pflanzen allerlei Unheil anrichtet. Unter anderem wird das System der oxidativen Balance durcheinandergebracht, wodurch ein Übermaß an gefährlichen sogenannten reaktiven Sauerstoffspecies entsteht. Die Mutanten können kein OPDA bilden und gehen daher viel “cooler” mit der Stress-Situation um.

 

Was kann man mit diesem Wissen anfangen?

Natürlich hat es wenig Sinn, nun den Reisanbau auf diese Mutanten umzustellen, den das Fehlen von Jasmonsäure hat andere negative Folgen (beispielsweise ein stark verminderte Fruchtbarkeit) – aber wir können nun nach anderen Strategien suchen, wie man OPDA im Zaum halten und damit den Umgang mit Salz- und Trockenstress verbessern kann. Hierzu setzen wir auf sogenannte molekulare Züchtung, wobei man in wilden Verwandten von Reis oder in alten Kultursorten oder Landrassen von Reis nach günstigen Varianten der relevanten Gene sucht und diese dann durch natürliche Kreuzung in die Kultursorte einbringt. Mithilfe der molekularen Information kann man in der Nachkommenschaft schon im Sämlingsstadium herausfinden, welche Pflanze zur Weiterzüchtung geeignet ist. Im Gegensatz zur traditionellen Züchtung, wo dies erst durch langwierige Feldversuche geklärt werden muss, kann man so präziser und schneller vorankommen. Im Gegensatz zur Gentechnik werden jedoch keine artfremden Gene künstlich eingeführt, sondern nur auf natürlichem Wege gekreuzt.