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Eisenmangel Transgener Reis im Kampf gegen Eisenmangel

Redakteur: Olaf Spörkel

Wissenschaftlern der ETH Zürich ist es gelungen, zwei pflanzliche Gene in eine bestehende Reissorte zu übertragen und den Eisengehalt in polierten Reiskörnern auf das Sechsfache zu steigern.

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Zürich/Schweiz – Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation WHO leiden rund zwei Milliarden Menschen an Eisenmangel. Die Menschen ermüden schnell, können Schadstoffe im Körper nur ungenügend abbauen und erkranken über längere Zeit an Blutarmut. Besonders davon betroffen sind Frauen und Kinder in Entwicklungsländern, die sich hauptsächlich von Reis ernähren. Um den Reis im tropischen und subtropischen Klima lagern zu können, wird die Reishülle entfernt. Das Eisen steckt jedoch hauptsächlich in der Hülle des Reiskorns. Geschälte Reiskörner (polierter Reis) enthalten so nicht genügend Eisen und decken selbst bei hohem Konsum den Tagesbedarf eines Menschen nicht.

Wissenschaftler um Dr. Christof Sautter und Prof. Wilhelm Gruissem im Labor für Pflanzenbiotechnologie der ETH Zürich gelang es nun, den Eisengehalt in geschälten Reiskörnern auf das Sechsfache zu steigern, indem sie zwei pflanzliche Gene in eine bestehende Reissorte übertrugen.

Gene ermöglichen Eisenmobilisierung und -speicherung

Die transgene Reispflanze produziert vermehrt einerseits das Eisen mobilisierende Enzym Nicotianamine-Synthase und andererseits das Eisen speichernde Ferritin. Ihr Zusammenspiel sorgt laut Angaben der Forscher dafür, dass die Reispflanze mehr Eisen aus dem Boden aufnehmen und dieses Eisen im Reiskorn anreichern und speichern kann. Das Produkt der Nicotianamine-Synthase, das Nicotianamin, bindet das aus dem Boden mobilisierte Eisen vorübergehend und macht das Eisen in der Pflanze transportfähig. Ferritin ist in der Pflanze ebenso wie im Menschen ein Depot für Eisen. Die Forscher haben die Aktivität der eingefügten Gene so gesteuert, dass Nicotianamine-Synthase in der ganzen Reispflanze gebildet wird, das Ferritin aber nur im Inneren des Reiskorns. So soll sich das Zusammenspiel der beiden Gene positiv auf den Eisengehalt des geschälten Reiskorns auswirken und ihn im polierten Korn bis auf das Sechsfache gegenüber der ursprünglichen Reissorte steigern.

Keine negativen Auswirkungen erwartet

Die Prototypen der neuen Reissorte sind im Gewächshaus äußerlich nicht von normalen Pflanzen zu unterscheiden und geben keinen Hinweis auf mögliche Nachteile wie etwa Ernteverluste. „Als nächstes müssen wir in Feldexperimenten prüfen, ob die Reispflanzen auch unter landwirtschaftlichen Bedingungen bestehen können“, sagt Wilhelm Gruissem. Der ETH-Professor sieht keine Gefahr, dass sich die genveränderten Pflanzen negativ auf ihre Umwelt auswirken könnten. Dass die Reispflanzen durch die verbesserte Eisenaufnahme den Boden auslaugen, ist für den Wissenschaftler unwahrscheinlich. Eisen ist das häufigste metallische Element im Boden.

Bis der eisenhaltige Reis angebaut werden kann, müssen die Forscher im Gewächshaus und im freien Feld viele Untersuchungen zur Biosicherheit sowie agronomische Tests durchführen. Bis dahin sind die Prototypen für einen landwirtschaftlichen Anbau nicht geeignet. Obwohl die neue Reissorte bereits ernährungsphysiologisch wirksame Eisenmengen enthält, möchte Gruissem den Eisengehalt in den Reiskörnen weiter steigern. Gelänge es den Wissenschaftlern das Eisen im Reiskorn auf das zehn bis zwölffache zu erhöhen, würde bereits eine Reis-Mahlzeit ausreichen, um den täglichen Eisenbedarf eines Menschen zu decken.

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