Reis unter Stress
Wie Gießener Forschende ozonresistente Sorten für Asien züchten
Reisanbau unter Druck: Steigende Ozonbelastung kann das Wachstum und die Erträge von Reis deutlich mindern – neue, ozonresistente Sorten sollen den Anbau in stark belasteten Regionen stabilisieren. (Bildquelle: © Basile Morin / Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0)
Steigende Ozonbelastung gefährdet den Reisanbau in vielen Regionen Asiens. Ein Forschungsteam der Justus-Liebig-Universität Gießen hat nun Reissorten gezüchtet, die diesem Luftschadstoff deutlich besser standhalten – ein wichtiger Baustein für die Ernährungssicherung im globalen Wandel.
Durch die Verbrennung fossiler Energieträger verändert sich die Zusammensetzung der Atmosphäre weltweit. Neben dem Anstieg von Kohlendioxid nehmen auch die Konzentrationen von bodennahem Ozon zu. Während Ozon in der Stratosphäre vor schädlicher UV-Strahlung schützt, wirkt es in der unteren Atmosphäre als aggressiver Luftschadstoff – mit Folgen für Mensch und Pflanze.
Kreuzung von Reislinien an der JLU.
Bildquelle: © Muhammad Shahedul Alam
Besonders betroffen sind dicht besiedelte Regionen Asiens wie Bangladesch. Dort trifft hohe Ozonbelastung auf eines der wichtigsten Grundnahrungsmittel der Welt: Reis. Frühere Studien der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Michael Frei an der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) zeigten bereits, dass Ozon in Reisblätter eindringt, das Gewebe schädigt und die Photosynthese hemmt. Die Folge sind teils massive Ertragseinbußen.
Gezielte Züchtung statt kurzfristiger Notlösungen
Nun präsentiert das Gießener Team eine vielversprechende Lösung. Der Pflanzenzüchter Muhammad Shahedul Alam entwickelte neue Reissorten, die unter erhöhter Ozonbelastung kaum oder gar keine Ertragsverluste zeigen. Grundlage ist eine markergestützte Selektion, eine moderne Züchtungsmethode, bei der gezielt Gene mit bekannten Eigenschaften in bestehende Hochleistungssorten eingekreuzt werden.
Als genetische Quelle nutzten die Forschenden eine alte bengalische Reissorte, die eine natürliche Ozon-Toleranz aufweist. Deren Gene wurden mithilfe molekularer Marker in Reissorten übertragen, die in Bangladesch besonders verbreitet und bei Bäuerinnen, Bauern sowie Konsumentinnen und Konsumenten beliebt sind. Ziel war es, die Stresstoleranz zu erhöhen, ohne bewährte agronomische und kulinarische Eigenschaften zu verlieren.
Effiziente Züchtung im Gewächshaus
Ein Vorteil der markergestützten Selektion liegt in ihrer Effizienz. „Die Eleganz dieser Züchtungstechnik besteht darin, dass für die zahlreichen notwendigen Kreuzungsschritte und molekularen Analysen keine Feldflächen benötigt werden, sondern dass dies auch in unseren Gewächshäusern und Laboren an der JLU möglich ist“, so Prof. Frei.
Ozonbegasungsversuch mit neu gezüchteten Reislinien in einem Gewächshaus der JLU.
Bildquelle: © Muhammad Shahedul Alam
Die neu entwickelten Linien wurden zunächst unter kontrollierten Bedingungen in Ozonbegasungsversuchen im Gießener Gewächshaus getestet. Anschließend folgte der Praxistest im Feld in Bangladesch – dort, wo die neuen Sorten künftig angebaut werden sollen.
Stabile Erträge trotz Luftverschmutzung
Die Ergebnisse sind deutlich: Während herkömmliche Reissorten unter erhöhter Ozonbelastung Ertragseinbußen von bis zu 40 Prozent zeigten, blieben die Erträge der neuen Linien weitgehend stabil. In einigen Fällen schnitten sie sogar besser ab als die Ausgangssorten unter vergleichbaren Bedingungen.
Damit zeigt die Studie, dass sich gezielte Züchtung erfolgreich an neue Umweltstressoren anpassen lässt. Ozonresistenter Reis könnte helfen, Ertragseinbußen in stark belasteten Regionen abzufedern und die Versorgung von Millionen Menschen zu sichern.
Züchtung als Teil der Lösung
Die Forschenden betonen jedoch, dass die Züchtung ozonresistenter Sorten nur ein Teil der Antwort auf das Problem ist. „Langfristig muss es unser Ziel sein, die Nutzung fossiler Brennstoffe und die damit einhergehende Luftverschmutzung zu reduzieren und damit die Ozonbelastung auch in Asien zu senken“, betont Prof. Frei.
Kurz- bis mittelfristig könnten die neuen Reissorten jedoch einen wichtigen Beitrag leisten, um den Reisanbau widerstandsfähiger gegenüber den Folgen des globalen Wandels zu machen – und damit die Ernährungssicherheit in besonders betroffenen Regionen zu stärken.
Quelle:
Alam, M. A. et al. (2025): Ozone tolerant rice for air polluted environments. In: Global Change Biology (8. Dezember 2025). doi: 10.1111/gcb.70631
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Titelbild: Reisanbau unter Druck: Steigende Ozonbelastung kann das Wachstum und die Erträge von Reis deutlich mindern – neue, ozonresistente Sorten sollen den Anbau in stark belasteten Regionen stabilisieren. (Bildquelle: © Basile Morin / Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0)
