Wissenschaftler der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) identifizierten das Hs4-Gen in einer Wildart der Zuckerrübe. Es ist die einzige Resistenzquelle für Zuckerrüben gegen den Befall durch parasitäre Fadenwürmer (Nematoden), die weltweit wichtigsten Schädlinge im Rübenanbau.

Die Resultate bieten vielversprechende Perspektiven für die Züchtung neuer resistenter Sorten, so die Kieler Forscher. Ihre Forschungsarbeit wurde diese Woche in der internationalen Fachzeitschrift New Phytologist veröffentlicht.

Das Gen enthält genetische Informationen für eine Protease. Diese gehört zu einer Klasse von Enzymen, die in der Zelle andere Proteine zum Beispiel nach Befall mit einem Pathogen abbauen. Die Funktion der hier identifizierten Protease als Resistenzfaktor war bisher unbekannt.

„Die Klonierung des Hs4-Gens und seine anschließende Charakterisierung markieren das Ende einer mehr als 30 Jahre dauernden Arbeit. Sie war erst erfolgreich, nachdem neue Techniken wie next-generation-sequencing und CRISPR-Cas-Mutagenese in Kombination mit neuen Bioinformatik-Programmen in den vergangenen Jahren verfügbar wurden. Jetzt haben wir den wissenschaftlichen Durchbruch geschafft!“, freut sich Prof. Christian Jung.

Das Hs4-Gen biete neue Perspektiven für die Züchtung resistenter Sorten. Es wird erwartet, dass das Gen nicht nur in Zuckerrüben, sondern auch in anderen Kulturarten eine Funktion als Nematoden-Resistenzgen entwickelt.

Jährlich Schäden in Milliardenhöhe durch Nematoden

Pflanzenparasitäre Nematoden verursachen weltweit enorme Schäden in Landwirtschaft und Gartenbau. Die wirtschaftlichen Verluste durch pflanzenparasitäre Nematoden werden laut einer Studie von 2008 auf etwa 157 Mrd. US-Dollar jährlich geschätzt.

Die Behandlung mit Pflanzenschutzmitteln zur Abtötung der Fadenwürmer, sogenannte Nematiziden, ist nach wie vor weit verbreitet. Aufgrund ihrer Toxizität und ihres Überdauerns im Boden stellen sie jedoch ein Risiko für Mensch und Umwelt dar. Daher sei der Anbau resistenter Sorten eine umweltfreundliche Lösung zur Bekämpfung von Nematoden, so Jung.