Weizen 2.0 produziert seinen Dünger selbst
University of California Davis nutzt Gentechnik, um nützliche Mikroorganismen zu stimulieren
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Gentechnisch veränderter Weizen: muss nicht mehr gedüngt werden (Foto: Petra, pixabay.com) |
Davis (pte001/02.09.2025/06:00)
Forscher der University of California Davis um Eduardo Blumwald haben mit der Genschere CRISPR Weizen so verändert, dass dieser seinen eigenen Dünger herstellt. Das bedeutet für Landwirte eine Ersparnis und für die Umwelt eine deutliche Erleichterung, denn bis zu 50 Prozent des ausgestreuten Stickstoffdüngers wird vom Regen ausgewaschen und landet letztlich in den Gewässern. Dort sorgt er für übermäßiges Wachstum von Wasserpflanzen. Im Extremfall stirbt das Gewässer ab.
Unterstützung für Bodenbakterien
Gibt die Pflanze das, was sie nicht direkt verwerten kann, in den Boden ab, hilft sie damit bestimmten Bakterien, Stickstoff aus der Luft in eine Form umzuwandeln, die die Pflanzen in der Umgebung für ihr Wachstum nutzen können. Dieser Umwandlungsprozess wird als Stickstofffixierung bezeichnet.
Die Bakterien produzieren das Enzym Nitrogenase, das den Stickstoff fixiert und in eine biologisch nutzbare Form bringt. Nitrogenase wird ausschließlich von diesen Bakterien produziert. Hülsenfrüchte wie Bohnen und Erbsen haben die Technik von der Natur bekommen. Die Knöllchen in ihren Wurzelstrukturen bieten den stickstofffixierenden Bakterien einen gemütlichen, sauerstoffarmen Lebensraum. Sie revanchieren sich gewissermaßen, indem sie die Pflanzen mit Dünger versorgen.
20 nützliche Chemikalien entdeckt
Im Gegensatz zu Hülsenfrüchten haben Weizen und die meisten anderen Pflanzen keine Wurzelknöllchen. So nutzen Landwirte stickstoffhaltigen Dünger. Um das zu ändern, wurden 2.800 Chemikalien untersucht, die die Pflanzen natürlich produzieren. 20 Chemikalien regen die neben anderen für die Pflanze nützlichen Aufgaben auch Bakterien zur Bildung von Biofilmen an. Biofilme umgeben Bakterien und schaffen eine sauerstoffarme Umgebung, in der Stickstofffixierung stattfindet.
Anschließend hat das Team CRISPR genutzt, um Weizenpflanzen so zu verändern, dass sie mehr von einer dieser Chemikalien produzieren - unter anderem Apigenin. Den Überschuss gibt der Weizen über seine Wurzeln an den Boden ab. In den daraufhin entstehenden Biofilmen finden die Bakterien, die Nitrogenase produzieren und Stickstoff binden, eine Zuflucht. Den Stickstoff nutzen die Weizenpflanzen zu verstärktem Wachstum.
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