Reis ist für viele Menschen Lebensgrundlage. Ein internationales Forschungsteam der Julius-Maximilians-Universität Würzburg, der University of Sheffield (Vereinigtes Königreich), der Penn State University (USA) und des International Rice Research Institute (Philippinen) will die aus Asien stammenden Pflanzen krisensicherer gegenüber Hitze und Trockenheit machen. Dazu wird das Team die Gene von 200 alten Reislandrassen der Reispflanzen untersuchen.
Ein besonderer Fokus gilt dabei den Stomata, auch Schließzellen genannt. Diese winzigen Poren auf den Unterseiten sämtlicher Pflanzenblätter sind für den Gasaustausch verantwortlich, nehmen also Kohlenstoffdioxid (CO2) auf und geben Sauerstoff ab. Bei diesem Prozess verlieren die Pflanzen durch die winzigen Öffnungen außerdem Wasser in Form von Wasserdampf. Aufgrund mehrjähriger Vorarbeit gehen die Forschenden davon aus, dass Gene, die diese Prozesse regulieren, enorme Effekte auf den Ertrag der Pflanzen haben – das macht sie zu Target-Genen‚ also zur Zielscheibe der Untersuchungen. Die Forschenden suchen dabei nach Allelen, natürlichen Varianten dieser Gene. Solche kleinen Mutationen treten über tausende von Jahren immer wieder auf und haben häufig kaum Effekte auf die Pflanzen. Für das Team sind jene seltenen Beispiele interessant, die für eine höhere Resistenz gegenüber Hitze und Trockenheit sorgen. Dazu werden in Würzburg mittels hochkomplexer Computermodelle am Center for Computational and Theoretical Biology Gene untersucht und Vorhersagen getroffen, welche Genexpressionen letztlich zu mehr Ertrag bei schwierigeren Bedingungen führen könnten. Über Kreuzungsprogramme sollen die gängigen Reissorten die wünschenswerten Eigenschaften dann übernehmen.
Zusätzlich werden auch Citizen Science-Ansätze integriert: In den USA und Großbritannien werden auch Schülerinnen und Schüler einen Beitrag zum Projekt leisten. Die Grundlage dafür bildet eine Datenbank mit Klimavariablen, also verschiedenen Temperaturwerten oder Niederschlagsmengen, für alle untersuchten Reissorten. Eine Karte setzt diese in Relation zu unterschiedlichen Allelen. Entdeckt nun eine Schülerin etwa, dass Pflanzen mit einem bestimmten Allel häufig in Regionen mit höheren Durchschnittstemperaturen auftreten, liefert sie den Forschenden eine Hypothese.
Zum Nachlesen
- Julius-Maximilians-Universität Würzburg (03.02.2025): Wie Reis resilienter wird
