Immer perfekten Reis auf dem Teller

Neu entdecktes GL7-Gen beeinflusst Länge und Textur von Reiskörnern

14.07.2015 | von Redaktion Pflanzenforschung.de

Die Vorlieben bei Reis sind unterschiedlich: In den USA und China essen die Menschen am liebsten lange, transparente Körner, in Japan dicke, klebrige. (Bildquelle: © Rainer Sturm / pixelio.de)
Die Vorlieben bei Reis sind unterschiedlich: In den USA und China essen die Menschen am liebsten lange, transparente Körner, in Japan dicke, klebrige. (Bildquelle: © Rainer Sturm / pixelio.de)

Reiszucht ist nicht einfach: Bei guten Erträgen leidet die Qualität und umgekehrt. Das könnte nun anders werden. Molekulargenetiker haben ein Gen entdeckt, dass die Länge und die Textur von Reiskörnern reguliert. Damit lässt sich die Reisqualität gezielt und ohne Ernteeinbußen verbessern.

In Südostasien decken die Menschen dreiviertel ihres täglichen Kalorienbedarfs mit Reis (Oryza sativa). Doch auch in anderen Teilen der Erde steht Reis immer häufiger auf dem Speiseplan. Dabei sind die regionalen Ansprüche an das Grundnahrungsmittel sehr unterschiedlich: Während die meisten Menschen in China lange, dünne und eher transparente Reiskörner bevorzugen, greifen die Menschen in Japan lieber zu dicken, klebrigen Körnern.

Länge und Textur von nur einem Gen abhängig

Zwei unabhängige Forschungsteams konnten nun zeitgleich ein Gen ausfindig machen, das sowohl die Länge und als auch die Textur von Reiskörnern bestimmt. Das GL7 oder GW7 Gen liegt auf Chromosom 7 im Reisgenom und codiert für ein Protein, das einzelne Zellen dazu anregt, sich statt quer, längs zu teilen. Je mehr Kopien des GL7 Gens im Genom einer Reispflanze vorhanden sind, desto öfter wird das Gen abgelesen und desto länger sind ihre Reiskörner. Auch in der Modellpflanze Arabidopsis thaliana gibt es ein homologes Gen namens LONGIFOLIA, dessen Genprodukt die Zelllänge reguliert.

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Reiszucht war bisher ein schwieriges Unterfangen, denn qualitativ hochwertige Arten brachten oft deutlich weniger Ertrag als Standardreis. Das könnte das Wissen um das neu entdeckte Gen ändern.

Reiszucht war bisher ein schwieriges Unterfangen, denn qualitativ hochwertige Arten brachten oft deutlich weniger Ertrag als Standardreis. Das könnte das Wissen um das neu entdeckte Gen ändern.

Bildquelle: © Dominik Kassel / pixelio.de

Qualität und Ertrag nicht gleichermaßen verbesserbar

Das Wissen um dieses Gen könnte die Reiszüchtung revolutionieren. Denn bisher war es nicht gelungen, Qualität und Ertrag gleichermaßen zu verbessern. Ertragreiche Pflanzen wiesen oft keine besonders gefragte Qualität auf, die sich beispielsweise bei transparenten Körnern in undurchsichtigen Stellen mit kalkigem Geschmack äußerte. Qualitativ hochwertige Pflanzen hingegen brachten wenig Ertrag ein.

GL7 ist ein dominantes Gen und lässt sich daher auch bei der Herstellung von Hybrid-Varianten einsetzen. Das Nachbargen von GL7, GW8, wirkt dabei wie eine Bremse, denn es bindet an GL7 und verhindert so, dass das Gen abgelesen wird. Es codiert für einen Transkriptionsfaktor (OsSPL16), der die Körnerbreite reguliert. Bei der Reiszucht könnte das benachbarte „Brems-Gen“ auch ganz ausgeschaltet werden.

Auf GL7 wird schon lange selektiert

Unbewusst haben Züchter in den USA und in China bereits jene Reis-Pflanzen selektiert, die viele GL7 Gene enthielten. Denn diese Pflanzen wiesen die gefragten langen Reiskörner auf. Nun, da der molekulare Hintergrund bekannt ist, könnte an dieser Stellschraube noch wesentlich effizienter gedreht werden. Die Forscher denken dabei vor allem an Reisarten, die gut schmecken und sich gut kochen lassen, für den Verbraucher aber nicht attraktiv aussehen. Hier könnte mit Hilfe des GL7 Gens einfach und ohne Ertragsverlust nachgeholfen werden.

Reis ohne weiße Flecken

In Japan hingegen wurden bisher Reispflanzen bevorzugt, die wenige Gen-Kopien von GL7 enthielten. Doch auch hier könnte die Erkenntnis um das neu entdeckte Gen zu Vorteilen in der Reiszucht führen. Denn mit GL7 lassen sich auch die von den Menschen dort als hässlichen wahrgenommenen und die Qualität mindernden weißen Flecken auf den Reiskörnern vermeiden. Diese sind nicht nur ästhetisch bedeutsam, sondern führen auch zu einer erhöhten Bruchanfälligkeit der Körner, was die Qualität des Reises schmälert. „Egal in welche Reislinie das Gen integriert wird, es wird das Aussehen und den Geschmack von chinesischem Reis verbessern“, heißt es in einem Kommentar im Wissenschaftsmagazin „Nature“, welcher die beiden Veröffentlichungen begleitet. Und das würde vor allem die ärmsten Menschen der Erde freuen, die zu Reis kaum eine Nahrungsalternative haben.

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