Schädlingsresistenten Mais aus Züchtungsverfahren mit molekularbiologischen Methoden
Rückgriff auf die Stärken tradi-
tioneller Sorten
(lmu/kso) Mais ist eine der wichtigsten Nahrungs- und Futterpflanzen weltweit. Aber Krankheiten und Schädlinge verursachen jedes Jahr beträchtliche Ernteschäden. 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.
Schmetterlingsraupen sind gefräßig - 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.
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.
Kleiner Schmetterling mit gro- ßer Schadwirkung: Die Raupen des Maiszünslers fressen sich durch das Stängelmark und bringen so die Maispflanzen zum Einsturz Bild: G.Spelsberg/biosicher- heit.de
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.
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: Die Linien B97 und Mo17 hatten deutlich höhere Abwehrkräfte im Zellsaft, als die restlichen geprüften Linien. Allerdings können B97 und Mo17 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 Pflanzenzüchter 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.
Dieses so genannte "Smart-Breeding"-Verfahren ist gegenwärtig dabei, die Pflanzenzüchtung zu revolutionieren: Es verläuft grundsätzlich wie klassische Züchtung. Im Unterschied dazu wird bei Smart Breeding das für eine bestimmte Eigenschaft verantwortliche Gen oder eine Genvariante mit molekularbiologischen Verfahren (DNA-Sequenzierung, PCR) identifiziert. Die Nachkommen einer Kreuzung können dann, noch bevor das eigentliche Merkmal an einem veränderten äußeren Erscheinungsbild zu erkennen ist, auf das Vorhandensein der eingekreuzten Gene untersucht werden. Nur die Pflanzen, die das gewünschte Gen enthalten, werden weiter kultiviert.
In den Gewächshäusern des Wissen- schaftszentrums Weihenstephan werden die Abwehrkräfte von Mais durch "Smart Breeding" gestärkt - Bild: A.Gierl/TUM
Im Gegensatz zur Grünen Gentechnik, bei der das Genmaterial verschiedener Pflanzen oder Organismen über die Artgrenzen hinweg miteinander vermischt wird, stößt das neue Züchtungsverfahren auf keine politischen Widerstände. Die Mitarbeiter des Wissenschaftszentrums Weihenstephan sind daher zuversichtlich, dass schon in wenigen Jahren abwehrstarke Maispflanzen auf den Feldern stehen werden. Die Maiszünslerraupen müssten sich dann andere Nahrungsquellen suchen.
First Solar und Vestas enttäuschen mit Q1-Zahlen. Die RENIXX-Schwergewichte First Solar und Vestas haben die Geschäftszahlen für das erste Quartal 2011 vorgelegt und dabei die Erwartungen der Anleger nicht erfüllen können. Beide Aktien geben im frühen Handel nach und ziehen den RENIXX unter die Marke von 520 Punkten.
Fukushima 1: Arbeiter wagen sich in Reaktorgebäude 1. Erstmals seit der Zerstörung am 11. März 2011 haben nun Arbeiter des Betreibers Tepco das Gebäude von Reaktorblock 1 betreten. Sie sollen Filtersysteme einbauen um die radioaktiv verseuchte Luft im Gebäude zu reinigen. Sie dürfen sich jedoch nur jeweils 10 Minuten im Gebäude aufhalten. Drei Gruppen sollen sich mit dem Einbau abwechseln.
Q-Cells Vorstandsmitglied Rauter hat sein Amt auf eigenen Wunsch mit sofortiger Wirkung niedergelegt. Der Aufsichtsrat der Q-Cells hat dem in seiner Sitzung am 4. Mai entsprochen. Gerhard Rauter (53) war seit Oktober 2007 als Chief Operation Officer (COO) für Q-Cells tätig und zuletzt für Produktion und Technologie verantwortlich.
Weltmarktführer: BELECTRIC er- richtet 2010 über 300 MW PV-Leistung und installierte damit weltweit mehr PV-Leistung als jedes andere Unternehmen. Das geht aus einer Analyse des Marktforschungsinstitut IMS Research hervor. In 2011 will das Unternehmen aus dem bayerischen Kolitzheim bis zu 60 Prozent des jährlichen Auftragsvolumens im Ausland realisieren.
Neue Hinweise für eine Virus- Beteiligung bei Prostatakrebs glauben US-Forscher gefunden zu haben. Sie haben das Virus XMRV bei fast jedem dritten untersuchten Prostata-Krebspatienten gefunden. Sollte das Virus der Auslöser sein, könnte man eine Impfung entwickeln wie gegen Gebärmutterhalskrebs.
Im Dschungel von Papua-Neugui- nea entdeckten Wissenschaftler vom Smithsonian Nationalen Museum für Naturkunde in Washington ein Nagetier, das die Größe eines Dackels erreicht. Die Riesenratte misst gut 80 Zentimeter und wird anderthalb Kilogramm schwer.
Der Schwanz, den Geckos auf der Flucht vor Verfolgern abwerfen, kann noch bis zu einer halben Stunde lang tanzende Bewegungen vollführen und den Feind auf diese Weise ablenken, so Zoologen der Clemson University in South Carolina.
Auf Kuba wurden die fossilen Reste eines riesigen Krokodils gefunden, das vor 20 Millionen Jahren gelebt haben soll. Das zehn Meter lange Skelett wurde in der Provinz Sancti Spiritus entdeckt.
In einem erloschenen Vulkan auf der Osterinsel entdeckten Forscher der Universität von Manchester einen Steinbruch. Aus dieser Quelle könnten auch die roten Hüte stammen, die viele der legendären Riesenfiguren tragen, vermuten die Wissenschaftler.
Der deutsche Bundestag hat alle im Zweiten Weltkrieg gegen "Kriegsverräter" ausgesprochenen Urteile mit den Stimmen aller Fraktionen aufgehoben. Die Anlässe für diese Urteile reichten von politischem Widerstand und der Hilfe für verfolgte Juden über kritische Äußerungen über Krieg und Nazis bis hin zu Schwarzmarktgeschäften.
scienzz-partner
... LEUTE in scienzz
03.08.2009 - MATHEMATIK Mit am Start bei der Leichtathletik-Weltmeisterschaft in Berlin
"Mathematik zählt, weil...du damit fast alles erklären kannst, vielleicht sogar deine gute Note in Sport", meint Mathematik-Professor Matthias Ludwig, Autor des Buches "Mathematik und Sport" und Mathemacher des Monats August der Deutschen Mathematiker Vereinigung. > mehr
wissenswert
17.07.2009 - ANTHROPOLOGIE
EVIDENCE how do we know what we know?
"Evidence" ist eine Web- Ausstellung des Museums Exploratorium in San Francisco. Anhand einer Fallstudie wird erklärt, wie Wissenschaft funktioniert. Hierbei steht die Arbeit des Leipziger Max-Planck-Instituts für evolutionäre Anthropologie zur Erforschung der menschlichen Ursprünge im Mittelpunkt. > mehr
Berlin,
den 04.02.2012
"Mathematik zählt, weil...du damit fast alles erklären kannst, vielleicht sogar deine gute Note in Sport", meint Mathematik-Professor Matthias Ludwig, Autor des Buches "Mathematik und Sport" und Mathemacher des Monats August der Deutschen Mathematiker Vereinigung. 