Herbizidresistenter Reis: Eine neue Ära der europäischen Landwirtschaft
Reis ist eine lebenswichtige Kulturpflanze, von der sich Bevölkerungen auf der ganzen Welt ernähren und der die Lebensgrundlage in über 120 Ländern darstellt, insbesondere in Asien und Afrika. Unkraut-Reis, der manchmal auch roter Reis genannt wird, ist eine problematische Unkrautart, die eng mit dem Kulturreis Oryza sativa L. verwandt ist. Er weist viele morphologische und genetische Ähnlichkeiten mit Kulturreis auf und ist damit besonders schwer zu bekämpfen. Unkraut-Reis kann in Reisfeldern wachsen und dem Kulturreis Ressourcen wie Wasser, Nährstoffe und Sonnenlicht streitig machen, sodass die Erträge sinken und die Betriebe wirtschaftliche Verluste erleiden. Durch den Anstieg der globalen Reisnachfrage ist der Bedarf an innovativen Lösungen zur Bekämpfung von Unkraut-Reis gestiegen, der ein erhebliches Hindernis für nachhaltige landwirtschaftliche Praktiken darstellt. Konventionelle Herbizide sind zunehmend unwirksam, da Unkrautarten Resistenzen entwickeln, sodass neue Möglichkeiten der Unkrautbekämpfung erforscht werden müssen.
Die Herbizidresistenz ausnutzen
Unterstützt über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen (MSCA) wurde die Herbizidresistenz im Projekt HerbaRice als Möglichkeit gesehen, die andauernde Bedrohung durch Unkraut-Reis in europäischen Reisfeldern zu beseitigen. „Die Entwicklung und Vermarktung neuer Herbizide ist zeit- und kostenaufwendig. Herbizidresistenter Reis ist also ein sinnvollerer Ansatz“, erklärt der MSCA-Stipendiat Rasim Unan. Die Idee bestand darin, einen nicht genetisch modifizierten, herbizidresistenten Reis für den Anbau in Europa zu schaffen. Als Herbizid wurde Clethodim gewählt, da es häufig eingesetzt wird, um grasartige Unkräuter in verschiedenen Kulturpflanzen zu bekämpfen – auch bei Reis. Das Mittel unterbindet die Lipidsynthese der Pflanzen.
Höhepunkte der Forschung
Das Team setzte das chemische Mutagen Ethylmethansulfonat (EMS) ein, um Mutationen der Reis-DNS zu bewirken. Das Mutageneseverfahren wird häufig für Forschungszwecke eingesetzt, oder um bei der Verbesserung von Pflanzen neue genetische Variationen einzuführen. Die veränderten Reissorten wiesen vielversprechende Ergebnisse mit einer geringen Resistenz gegen Clethodim auf. Das Projektteam konnte auch wichtige Erkenntnisse zu den genetischen Mechanismen der Herbizidresistenz erlangen, indem Mutationen identifiziert und gezielte Gensequenzierungen durchgeführt wurden. Bei der Untersuchung der Genflussdynamik gab es Hinweise auf einen erheblichen Genfluss von herbizidresistenten Reissorten zu Unkräutern. Dadurch kamen Bedenken auf, dass durch die Übertragung der Herbizidresistenz auf Unkraut-Reis die Wirkung von Clethodim ausgehebelt werden könnte. Trotz dieser Herausforderungen beweisen die laufenden Bemühungen das Engagement des Projektteams, die Resistenzeigenschaften für praktische Feldversuche zu optimieren.
Wirkung in der europäischen Landwirtschaft
Die Wirkung von HerbaRice geht weit über wissenschaftliche Forschung hinaus, da kritische Probleme der Unkrautbekämpfung im europäischen Reisanbau behandelt wurden. Durch das ausgeprägte Anbausystem in Europa, strenge Vorschriften und begrenzte Marktanreize für neue Herbizide sind innovative Ansätze zur Unkrautbekämpfung notwendig. Mit dem nicht genetisch modifizierten, herbizidresistenten Reis bietet das Projektteam eine nachhaltige Alternative, die Unkrautausbreitung mit minimalen Auswirkungen auf die Umwelt zu unterbinden. Das Team hat auch spontane Mutationen der Herbizidresistenz erkannt. Das zeigt den dynamischen Charakter der Unkrautbekämpfung, weshalb laufende Forschung und Anpassung so wichtig sind. Unan hofft mit Blick auf die Zukunft: „Der HerbaRice-Ansatz wird die Brücke zwischen wissenschaftlicher Innovation und landwirtschaftlicher Praxis bilden, um die Resilienz und Nachhaltigkeit im europäischen Reisanbau sicherzustellen.“
Schlüsselbegriffe
HerbaRice, Reis, Unkraut-Reis, Clethodim, Ethylmethansulfonat, Nachhaltigkeit, herbizidresistente Sorte
