Südafrikanische Wissenschaftler editieren erstmals die DNA von Reben

Forscher in Südafrika teilten mit, dass sie erstmals auf dem Kontinent die DNA einer verholzenden Kulturpflanze mithilfe von CRISPR verändert haben, um ein Gen der Rebe zu modifizieren, das mit Krankheitsanfälligkeit und Wasserstress in Verbindung steht. Die von der Universität Stellenbosch und dem Agricultural Research Council geleitete Arbeit konzentrierte sich auf VvDMR6.1, ein Gen, das Reben offenbar anfälliger für Falschen Mehltau macht, eine der weltweit schädlichsten Krankheiten im Weinberg.

Die kürzlich in der Fachzeitschrift Plant Stress veröffentlichte Studie ergab, dass das Ausschalten des Gens die Anfälligkeit der Pflanzen für Falschen Mehltau verringerte und zugleich veränderte, wie sie auf begrenzte Wasserversorgung reagierten. Nach Angaben der Forscher konservierten die editierten Reben unter trockenen Bedingungen Wasser effektiver – ein Ergebnis, das angesichts des Klimawandels an Bedeutung gewinnen könnte, weil er den Trockenstress in Weinregionen verschärft und nach Umweltstress das Risiko von Krankheitsausbrüchen erhöht.

Manuela Campa, leitende Forscherin in der Abteilung für Genetik an der Universität Stellenbosch, sagte, die Ergebnisse zeigten, dass eine einzelne gezielte genetische Veränderung mehr als ein Merkmal zugleich beeinflussen könne. Ziel des Teams sei es gewesen, Reben so zu verbessern, dass sie mit Krankheit und Trockenheit besser zurechtkommen – zwei Belastungen, die sich in den kommenden Jahren voraussichtlich noch verstärken werden.

Die Forscher bezeichneten die Arbeit als wichtigen Schritt für die Pflanzenbiotechnologie in Afrika, wo Genome Editing bei mehrjährigen Holzpflanzen deutlich seltener eingesetzt wurde als bei einjährigen Pflanzen. Reben sind für Südafrikas Agrarsektor besonders wichtig und zugleich weltweit eine hochwertige Kulturpflanze, was sie zu einem naheliegenden Forschungsziel für Arbeiten zur Stärkung der Widerstandsfähigkeit macht.

Die Studie nutzte CRISPR, ein Gen-Editing-Werkzeug, mit dem Wissenschaftler präzise Veränderungen an bestimmten Stellen der DNA vornehmen können. In diesem Fall schalteten die Forscher ein Gen aus, statt fremde DNA einzufügen. Dieser Ansatz könnte künftige Züchtungsbemühungen beschleunigen, wenn Regulierungsbehörden und Erzeuger editierte Pflanzen als Teil von Programmen zur Verbesserung von Kulturpflanzen akzeptieren.

Campa sagte, die Ergebnisse deuteten darauf hin, dass Genome Editing zu einem praktischen Werkzeug werden könnte, um Rebsorten zu entwickeln, die mehrere Stressfaktoren zugleich bewältigen. Zugleich werde es weitere Tests unter realen Bedingungen im Weinberg brauchen, bevor überhaupt eine kommerzielle Nutzung in Betracht gezogen werden könne.