Zürich – Der Echte Mehltau ist eine gefürchtete Pilzerkrankung in der Landwirtschaft: Der Pilz kann Getreide und Weidegräser befallen und dadurch zu erheblichen Ertragsverlusten führen. Forscher der Universität Zürich haben nun herausgefunden, wie man Weizen besser gegen die Krankheit schützen kann: Werden zwei Varianten eines Resistenzgens im Weizen kombiniert, ist die Pflanze widerstandsfähiger gegen den Mehltauerreger.

Teresa Koller und Kollegen beschäftigten sich mit einem Weizengen, das Resistenz gegen den Erreger (Blumeria graminis f. sp. tritici) vermittelt. Dieses Resistenzgen mit der Bezeichnung Pm3 kommt in verschiedenen Varianten, sogenannten Allelen vor. Dabei handelt es sich um eine "Bauanleitung" für ein Protein, das Signale in der Pflanzenzelle wahrnehmen kann.

Transgener Schutz

Dieser Rezeptor kann sogenannte Avirulenzproteine (AvrPm3) des Mehltaus erkennen und sofort den Zelltod der Pflanzenzelle auslösen, wenn der krankmachende Pilz versucht, das AvrPm3 ins Pflanzenzelleninnere zu schleusen. Durch das Absterben der attackierten Zellen ist der Rest der Pflanze vor dem Pilz geschützt.

Pm3 kann alleine sehr effizient Mehltauresistenz vermitteln. Allerdings kann ein einzelnes Resistenzgen schnell seine Wirksamkeit verlieren, weshalb in der Pflanzenzüchtung mehrere Abwehrgene kombiniert werden.

Die Forscher testeten nun eine solche Kombination mit transgenem Weizen in Feldversuchen. Wie sie im Fachblatt "Theoretical and Applied Genetics" berichten, erzeugten sie neue Weizenlinien, indem sie jeweils zwei transgene Pm3-Weizenlinien kreuzten. Dadurch entstanden vier neue Weizenlinien, die jeweils zwei verschiedene Pm3-Genvarianten enthielten.

Normale Erträge

"Tatsächlich zeigten die vier neuen Weizenlinien im Feld eine verbesserte Mehltauresistenz gegenüber ihren Elternlinien", so Erstautorin Koller. Im Labor wiesen die Wissenschafter nach, dass sich die Genaktivität der Elternlinien in den Nachkommen summiert. Die einzelnen Pm3-Genvarianten in den vier neuen Linien zeigen die gleiche Aktivität wie in den Elternlinien.

Da die Resistenz von zwei Genvarianten stammt, erhöht sich die gesamthafte Resistenz in den Nachkommen. Trotz der hohen Gesamtaktivität der Resistenzgene entwickelte sich der Weizen gut. Auch auf den Ertrag habe diese keine negativen Auswirkungen gehabt, so die Forscher. (APA, 22.1.2018)