Shanghaier Wissenschaftler haben ein Gen entdeckt, das Getreide widerstandsfähiger gegen Hitze macht. Dies könnte ein Segen für die Bauern sein, deren Erträge zunehmend unter der globalen Erwärmung leiden.

Die Entdeckung ist das Ergebnis einer zehnjährigen Studie des Institut of Plant Physiology and Ecology, einer Zweigstelle des Shanghai Institute for Biological Sciences der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und wurde am Montag auf der Webseite der britischen Fachzeitschrift Nature Biotechnology veröffentlicht.

„Wenn die Aktivität des Gens ERECTA erhöht wird, ist das wie eine Schicht Sonnencreme, die auf die Membran der Pflanzenzellen aufgetragen wird“, erklärt He Zuhua, wissenschaftlicher Leiter des Forschungsteams. „Dadurch wird die Zellmembran gestärkt und die Zellen sind widerstandsfähiger.“

„Wenn die Pflanzen resistenter gegen Hitze werden, wachsen sie besser und produzieren mehr Samen“, erklärt er weiter.

Agrarexperten bezeichnen die Entdeckung als einen Durchbruch in Richtung Ertragssteigerung vor dem Hintergrund der globalen Erwärmung. Die weltweiten Getreideerträge sind laut einem Bericht des Wissenschaftsmagazins Frontiers in Plant Science seit dem Jahr 1961 rückläufig.

In der extremen Sommerhitze des Jahres 2013, in der die Temperaturen an mindestens fünf aufeinanderfolgenden Tagen auf über 40 Grad kletterten, verbrannten in Shanghai und den umliegenden Provinzen weite Teile der Getreideernte.

Das Forscherteam aus Shanghai führte zunächst Experimente am Modellorganismus Arabidopsis, einer kleinen Pflanze aus der Gattung der Schaumkressen durch, die dem Kohl oder der Senfpflanze verwandt ist. Die Pflanze vertrocknet normalerweise bei Temperaturen ab 40 Grad Celsius innerhalb von 48 Stunden. Als die Aktivität des untersuchten Gens erhöht wurde, wurde sie hitzeresistenter und ihr Ertrag konnte um 30 bis 45 Prozent gesteigert werden.

In einer späteren Versuchsreihe stellten die Forscher fest, dass die Genbehandlung auch bei der Tomaten- und Reispflanze funktioniert, welche beide sehr hitzeempfindlich sind. In Fachkreisen wird davon ausgegangen, dass sich der Ertrag der Reispflanze pro einem Grad Celsius Temperaturanstieg um 10 Prozent verringert.

Wo die herkömmliche Reispflanze ab 42 Grad Celsius vertrocknet, wiesen gentechnisch veränderte Pflanzen bei Experimenten eine Überlebensrate von 70 Prozent auf.

Die Theorie des Shanghaier Forscherteams wurde in dreijährigen Feldversuchen in Shanghai und Wuhan bestätigt. Die gentechnisch veränderten Pflanzen waren zudem weniger anfällig für Schädlinge und Krankheiten.

Die von den Wissenschaftlern entwickelte Genbehandlung lässt sich auf fast alle Pflanzenarten anwenden und kann laut Forschungsleiter He einen wichtigen Beitrag zur globalen Nahrungsmittelsicherung leisten.

Besonders für China und seine stetig wachsende Bevölkerung ist die Entdeckung des neuen Gens von großer Bedeutung. „Die Zucht neuer Sorten ist für unser Land von enormer strategischer Wichtigkeit, zumal wir 22 Prozent der Weltbevölkerung ausmachen, jedoch lediglich über 17 Prozent landwirtschaftliche Nutzfläche verfügen“, so He.