Körber-Preis für die Züchtung besserer Nutzpflanzen

Würzburger Biophysiker Rainer Hedrich wird ausgezeichnet

Der mit 750.000 Euro dotierte Körber-Preis wird am Freitag, 7. September, im Hamburger Rathaus an ein internationales Wissenschaftlerteam verliehen, dem auch der Pflanzenforscher Prof. Dr. Rainer Hedrich von der Universität Würzburg angehört. Die fünf Preisträger wollen gemeinsam Pflanzen züchten, die salztoleranter sind, mehr Nährstoffe enthalten und bessere Erträge liefern.

Insbesondere Anbauprobleme in den ärmeren Ländern der Erde lassen sich durch diese Forschungen möglicherweise langfristig beseitigen, wie die den Preis vergebende Körber-Stiftung (Hamburg) mitteilt. Aber auch in unseren Breitengraden könnte die Züchtung ertragreicherer Nutzpflanzen immer wichtiger werden – zum Beispiel, um in der Tiermast das Zufüttern von Tiermehl überflüssig zu machen.

Ein Ansatzpunkt, um Pflanzen mit verbesserten Eigenschaften zu bekommen, sind die Transportvorgänge, die in den Pflanzen ablaufen. Bei der Untersuchung dieser Vorgänge seien die fünf Preisträger weltweit führend, so die Körber-Stiftung.

Für das Wachstum und die Entwicklung einer Pflanze ist besonders der Transport von Ionen (zum Beispiel Kalium) entscheidend. In der Pflanze werden die Ionen zum großen Teil über spezielle Kanäle verfrachtet, die sich in den Zellmembranen befinden.

Diese Ionenkanäle stehen im Mittelpunkt der Forschung des Würzburger Biophysikers Rainer Hedrich. Seiner Arbeitsgruppe gelang es 1984 mit Hilfe der Patch-Clamp-Technik erstmals, die Aktivität einzelner Ionenkanäle direkt zu messen. Dieser technische Durchbruch öffnete bis dahin verschlossene Türen: Zusammen mit anderen Techniken gelang es in der Folgezeit, viele zell- und entwicklungsspezifische Ionenkanäle zu charakterisieren und auch ihre Gene zu identifizieren.

Inzwischen hat die Würzburger Arbeitsgruppe mehr als 65 Ionenkanäle der Modellpflanze Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) und wichtiger Kulturpflanzen (Tomate, Kartoffel, Bohne und Mais) entschlüsselt. Mit gentechnischen Methoden lassen sich nun, so Prof. Hedrich, Anzahl und Eigenschaften der Kanäle gezielt beeinflussen.

Die Wissenschaftler verfügen bereits über Arabidopsis-Mutanten, deren Kaliumkanäle gezielt verändert wurden: Diese Pflanzen sind laut Hedrich unempfindlicher gegen Säuren, Salze oder Schwermetalle. Gelingen solche Veränderungen auch bei Nutzpflanzen, dann könnten diese auf entsprechend belasteten Standorten angebaut werden, zum Beispiel auf Böden, die stark bewässert werden müssen und dadurch immer mehr versalzen.

Beim Mais wurde unlängst ein Kaliumkanal identifiziert, der daran beteiligt ist, Hormonsignale in Wachstum und Schwerkraftwahrnehmung umzusetzen. Verändert man die Häufigkeit dieses Kanals in der Pflanze, dann sollte das den Erwartungen der Forscher zufolge einen entscheidenden Einfluss auf Ertrag, Biomasse und Wuchsform haben.

Der Arbeitsgruppe Hedrich gelang es auch, bestimmten Kanalstrukturen eine Funktion zuzuordnen: Sie haben die ionenleitende Pore, den Aufnehmer für das elektrische Feld, pH-Sensor und Bindestellen für toxische Schwermetalle identifiziert. „Wir können also nicht nur die Quantität, sondern auch die Qualität dieser Transporter gezielt verändern und auf diese Weise versuchen, die Eigenschaften der Pflanze den jeweils herrschenden Gegebenheiten von Wasser, Boden und Atmosphäre anzupassen“, sagt Rainer Hedrich.

Dem mit dem Körber-Preis ausgezeichneten Forscherteam gehören neben Prof. Hedrich die Professoren Dr. Wolf-Bernd Frommer von der Universität Tübingen, Dr. Enrico Martinoia von der Université Neuchatel (Schweiz), Dr. Dale Sanders von der University of York (England) und Dr. Norbert Sauer von der Universität Erlangen-Nürnberg an.

Hinweis für Redaktionen/Journalisten: Prof. Dr. Rainer Hedrich ist in Würzburg nur noch heute und morgen (3. und 4. September) zu erreichen, T (0931) 888-6100, Fax (0931) 888-6157, E-Mail: 
hedrich@botanik.uni-wuerzburg.de