Menü
Technology Review

Turbo-Photosynthese gegen Hungersnöte

Ein schnelleres Enzym für die Umwandlung von Kohlendioxid in Zucker ist ein entscheidender Schritt auf dem Weg zu höheren Ernteerträgen.

vorlesen Drucken Kommentare lesen 295 Beiträge

Ein Forscherteam hat ein wichtiges Problem bei der Beschleunigung der Photosynthese in landwirtschaftlich angebauten Pflanzen wie Weizen oder Reis gelöst. Bei vielen Arten könnte der Ertrag dadurch um 36 bis 60 Prozent steigen, berichtet Technology Review in seiner Online-Ausgabe. Aufgrund ihrer höheren Effizienz könnte die neue Photosynthese-Methode zudem den Bedarf an Düngung und Wasser verringern.

Dazu haben die Wissenschaftler von der Cornell University und Rothamsted Research in Großbritannien Gene von Cyanobakterien in Tabakpflanzen verpflanzt, die zu Forschungszwecken häufig manipuliert werden. Durch diese Gene produziert die Pflanze ein effizienteres Enzym für die Umwandlung von Kohlendioxid aus der Atmosphäre in Zucker und andere Kohlenhydrate. Die Ergebnisse werden in der Fachzeitschrift Nature beschrieben.

Dass manche Pflanzen bei der Umwandlung von Kohlendioxid in Zucker effizienter sind als andere, ist seit langem bekannt. Zu diesen schnell wachsenden Pflanzen, auch bezeichnet als C4-Pflanzen, zählen unter anderem Mais und viele Gräser. 75 Prozent aller Pflanzen weltweit aber gehören zur Kategorie C3 mit ihrer langsameren und wenigen effizienten Photosynthese-Art. Seit langem versuchen Forscher deshalb, C3-Pflanzen wie Weizen, Reis oder Kartoffeln zu C4-Pflanzen umzubauen. Neue, hochpräzise Technologien für das gezielte Editieren von Genomen, wie sie im C4-Reisprojekt eingesetzt werden, haben diesen Bemühungen neuen Schwung verliehen.

Die Forscher von Cornell University und Rothamsted wählten jedoch einen einfacheren Ansatz. Statt die Anatomie von C3-Pflanzen umzugestalten und ihnen neue Zellen und Strukturen hinzuzufügen, manipulierten sie Komponenten von bestehenden Zellen. "Wenn man einen einfacheren Mechanismus findet, der keine Änderungen der Anatomie erfordert, ist das ganz schön verdammt gut", sagt Daniel Voytas, Leiter des Center for Genome Editing an der University of Minnesota.

Mehr zum Thema in der Langfassung dieses Artikels:

(bsc)