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Agrartechnik: Pilzsymbiose kann Reisertrag steigern

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Eine Vielzahl höherer Pflanzenarten wächst im Boden besser, weil ihre Wurzeln mit bestimmten Pilzen eine als Mykorrhiza bezeichnete Symbiose eingehen. Die beiden Partner tauschen dabei zum gegenseitigen Vorteil Stoffe aus: Die Pilze erhalten die per Fotosynthese effizient produzierten Kohlenhydrate, die höheren Pflanzen Nährstoffe von den Pilzen. Zum Leidwesen der Agrarindustrie profitiert die wichtige Nutzpflanze Reis in der Natur jedoch nicht von einer solchen Symbiose. Forscher aus der Schweiz glauben nun aber einen Weg gefunden zu haben, auch dem Reis einen Mykorrhiza-Pilz an die Seite stellen zu können, um den Ertrag deutlich zu steigern.

Das Team um Ian Saunders von der Universität in Lausanne untersuchte die Pilzspezies Glomus intraradices, eine Art, die zwar mit einigen Pflanzen so genannte arbuskuläre Mykorrhiza bildet, in der Natur aber mit Reis nie kooperiert. Vor Kurzem hatten Genetiker bei Glomus-Pilzen aber eine vorher unbekannte Fähigkeit entdeckt, Nachkommen nicht – wie bei asexueller Vermehrung üblich – klonal aus Sporen, sondern genetisch durchmischt mit hoher Erbgutvariabilität zu produzieren. Der Pilz trägt in seinen Zellen Hunderte unterschiedlicher Zellkerne, die miteinander verschmelzen können und dabei Gene austauschen: Wenn dies in einer Mutterspore geschieht, entstehen genetisch veränderte Nachkommen mit potenziell anderen Fähigkeiten.

Tatsächlich scheint dies häufiger zu passieren als vermutet, staunen die Wissenschaftler nach ihren Experimenten. Sie machten sich daran, aus den vielen wahllos unterschiedlichen Nachkommen einer Mutterspore jene wenigen zufällig entstandenen Varianten zu isolieren, die vielleicht eine Mykorrhiza-Symbiose mit Reis eingehen kann. Tatsächlich fand das Team einen Pilzstamm, der so gut mit Reis harmonierte, dass das Getreide einen fünffach höheren Ertrag erzielte.

Bislang funktioniert die Symbiose aus Reis und dem isolierten Pilz nur im Gewächshaus, geben die Forscher zu bedenken; unter natürlichen Bedingungen muss sich die Kooperation noch bewähren. Nichts spreche aber dagegen, sich die unerwartete genetische Flexibilität der Pilze zu Nutze zu machen, um in Zukunft wichtige Nutzpflanzen mit einem selektierten Symbionten zu versorgen. (jo)
23. KW 2010

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 23. KW 2010

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