Heine-Uni züchtet Hochleistungs-Reis
Weltbevölkerung wächst immer mehr, Ackerflächen nicht. Düsseldorfer Biologen arbeiten an Pflanzenoptimierung.
Düsseldorf. Es ist ein heeres Ziel, das die Biologen der Heinrich-Heine-Universität und ihre Mitstreiter derzeit verfolgen: Sie wollen nicht weniger als die Frage beantworten, wie die ständig wachsende Weltbevölkerung auch in Zukunft ernährt werden kann. Die Forschungsgruppe Ceplas (Cluster of Excellence on Plant Science) mit Sitz an der Düsseldorfer Uni erforscht dazu, wie Pflanzen mit Hilfe von Gentechnik optimiert werden können — also mehr Erträge bringen.
„Eins ist klar: Die Menschen werden mehr, die Ackerflächen dagegen nicht“, erklärt Peter Westhoff, Professor für Biologie an der Heinrich-Heine-Universität und Ko-Initiator von Ceplas. „Bis 2050 gibt es schätzungsweise zehn Milliarden Menschen auf der Welt. Als ich geboren wurde, 1951, waren es noch 2,5 Milliarden!“ Forscher auf der ganzen Welt beschäftigen sich bereits seit Jahrzehnten mit der Frage, wie die Ernährung von so vielen Menschen sichergestellt werden kann. Die ersten Ansätze hatten zur Folge, dass die Pflanzen so verändert wurden, dass sie insgesamt kleiner werden — denn wenn weniger Energie in die Stängel fließt, kann mehr davon für beispielsweise die Kornähren aufgebracht werden. „Da haben wir allerdings eine Grenze erreicht, kleiner können wir die Pflanzen nicht machen“, erklärt Westhoff. 60 Prozent einer Pflanze könnten aus den Erträgen bestehen, mehr nicht.
Der zweite Schritt, an dem Westhoff und seine Kollegen forschen: Die Optimierung des pflanzlichen Ur-Prozesses überhaupt, der Photosynthese. „Wenn dieser Prozess, in dem Lichtenergie in chemische Energie umgewandelt wird, verbessert werden kann, könnte man auf der gleichen Fläche statt eines Kilos Reis zwei ernten.“ Es gehe darum, vereinfacht gesagt, eine Power-Photosynthese zu entwickeln.
Das wird an verschiedenen Pflanzen in den Gewächshäusern auf dem Dach des Universitätsgebäudes versucht. Die gewünschte genetische Information, etwa eine verbesserte Blattstruktur, wird dann im Labor mit Hilfe eines Trojaner-Gens in die Pflanze, etwa die Reispflanze, eingesetzt.
„Mit diesen Trojanern habe ich schon als Student auf meinem Zimmer herumexperimentiert“, erinnert sich Westhoff strahlend. Eigentlich sei das Gen eins von der Sorte, die Tumore hervorruft. Die seien dann auch an Westhoffs Zimmerpflanzen entstanden. „Wenn man aber die schädliche Information ganz einfach abschneidet, kann man dieses Gen bestens als Transportmittel nutzen, um neue Information in ein Genom zu bringen.“ Ein Genom ist der gesamte Genpool einer Pflanze.
Es ist nicht immer leicht, Peter Westhoffs Ausführungen im biologoschen Fachjargon zu folgen. Aber er brennt für seine Forschung. Im September geht es um viel: Dann entscheidet sich, ob Ceplas einen Antrag auf weitere zwei mal sieben Jahre Förderung bei der Deutschen Forschungsgemeinschaft stellen kann. Ceplas muss unter 200 Bewerbern verschiedener Fakultäten einen der 50 Plätze ergattern.
