Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neue Reissorte: Versteckten Hunger bekämpfen

08.08.2017

ETH-Forschende haben eine neue Reissorte entwickelt, die in ihren Körnern nicht nur die Spurenelemente Eisen und Zink anreichert, sondern gleichzeitig auch Beta-Karotin als Vorstufe von Vitamin A erzeugt. Damit liesse sich der «versteckte Hunger» in Entwicklungsländern wirkungsvoll eindämmen.

Nahezu jeder zweite Mensch deckt seinen täglichen Kalorienbedarf hauptsächlich mit Reis. Dieser macht zwar satt, enthält aber nur wenige oder keine lebenswichtigen Spurenelemente. Insbesondere in weiten Teilen Asiens und Afrikas leiden Menschen an Mangelernährung, weil sie über die tägliche Nahrung zu wenig Zink, Eisen oder auch Vitamin A aufnehmen, um gesund zu bleiben.


Die neue Reislinie im Gewächshaus kann in Zukunft Reiskonsumenten mit drei lebenswichtigen Spurenelementen und Nährstoffen versorgen.

ETH Zürich / z.V.g. Navreet Bhullar

Eisenmangel führt etwa zu Blutarmut, verzögerter Hirnreifung und erhöhter Mütter- und Säuglingssterblichkeit. Mangelt es Kindern an Vitamin A, können sie erblinden, und ihr Immunsystem ist geschwächt. Sie erleiden deshalb häufiger Infektionskrankheiten wie Masern, Durchfall oder Malaria.

Golden Rice gegen Vitamin-A-Mangel

Um dieses Übel an der Wurzel zu packen, entwickelten ETH-Forschende unter Leitung von Ingo Potrykus schon vor Jahren eine neue Reislinie, die um das Jahr 2000 als «Golden Rice» bekannt wurde. Diese Linie war eine der ersten gentechnisch veränderten Reissorten, in der Wissenschaftler die Produktion von Beta-Karotin, also der Vorstufe von Vitamin A, im weissen Teil des Reiskorns realisieren konnten.

Golden Rice wurde später verbessert und wird mittlerweile in den Züchtungsprogrammen mehrerer Länder eingesetzt, hauptsächlich in Südostasien. Um weitere Mangelerkrankungen zu bekämpfen, entwickelten Forscher im Labor für Pflanzenbiotechnologie von Professor Wilhelm Gruissem an der ETH Zürich und in anderen Ländern in der Folge auch Reis- und Weizenlinien, die beispielsweise Eisen im Korn anreicherten.

Alle diese neu geschaffenen Reislinien haben aber etwas gemeinsam: Sie können nur ein mangelndes Spurenelement abdecken. Die Idee, mehrere Spurenelemente in einer Reispflanze zu kombinieren und quasi ein Multivitamin- und Mehrfachnährstoffreis herzustellen, konnte bislang nicht realisiert werden.

Erster Multifunktions-Reis

Nun ist aber einer Gruppe um Navreet Bhullar, Oberassistentin im Labor für Pflanzenbiotechnologie an der ETH Zürich, diesbezüglich ein Durchbruch gelungen. Die entsprechende Studie ist vor Kurzem in der Zeitschrift Scientific Reports erschienen.

Die Forscherin und ihr Doktorand Simrat Pal Singh haben es geschafft, Reispflanzen gentechnisch so zu modifizieren, dass deren polierte Körner neben ausreichenden Mengen an Eisen und Zink auch bedeutend mehr Beta-Karotin im weissen Teil des Korns enthalten als die nicht modifizierte Ausgangssorte. «Unsere Resultate zeigen, dass es möglich ist, in einer einzigen Reispflanze mehrere wichtige Mikronährstoffe für eine gesunde Ernährung – Eisen, Zink und Beta-Karotin – zu kombinieren», erklärt Bhullar.

Der Erfolg aus Sicht der Wissenschaft ist, dass die vier verwendeten Gene für die Anreicherung der Mikronährstoffe als sogenannte Genkassette an einem einzigen Ort (Locus) in das Reiserbgut eingesetzt werden konnten. Dies hat den Vorteil, dass der Gehalt von Eisen, Zink und Beta-Karotin gleichzeitig durch Kreuzungen in Reissorten verschiedener Länder erhöht werden kann. Ansonsten wäre es notwendig, transgene Reislinien für jeweils einzelne Mikronährstoffe miteinander zu kreuzen, um diese im Reiskorn wie gewünscht erhöhen zu können.

An diesem Prinzipiennachweis hat Bhullar und ihre Doktoranden mehrere Jahre geforscht. Die Körner der veränderten Reislinie enthalten nun zwar mehr Beta-Karotin als die unveränderte Ausgangssorte (japonica-Varietät), aber je nach Linie bis zu zehnmal weniger als Golden Rice 2, die verbesserte Variante des Golden Rice. «Würde man aber 70 Prozent des derzeit verzehrten weissen Reises durch unsere Multinährstoff-Linie ersetzen, könnte zusätzlich zur verbesserten Versorgung mit Eisen und Zink jetzt auch schon die Vitamin-A-Versorgung markant verbessert werden», betont die Forscherin.

Im Gewächshaus erprobt

Noch befinden sich die neuen Multinährstoff-Reislinien im Teststadium. Die Pflanzen wurden bisher erst im Gewächshaus angepflanzt und auf ihren Nährstoffgehalt untersucht. «Wir werden die Linien weiterentwickeln», sagt Bhullar. Es ist geplant, ausgewählte Linien dann unter kontrollierten Bedingungen im Freiland zu testen, um herauszufinden, ob die gewünschten und auch die agronomischen Eigenschaften erhalten bleiben und genauso gut funktionieren wie im Gewächshaus.

Bhullar hofft, dass die neuen Reislinien im nächsten Jahr im Feld getestet werden können. Aber sie kann nicht sagen, wann sie frühestens von Landwirten angebaut werden könnten. «Es werden sicher noch fünf Jahre vergehen, ehe der Multinährstoff-Reis zur Eindämmung des ’versteckten Hungers’ eingesetzt werden kann», sagt sie.

Literaturhinweis

Singh SP, Gruissem W, Bhullar NK. Single genetic locus improvement of iron, zinc and β-carotene content in rice grains. Scientific Reports, published online 31 July 2017. DOI:10.1038/s41598-017-07198-5

Weitere Informationen:

https://www.ethz.ch/de/news-und-veranstaltungen/eth-news/news/2017/08/multifunkt...

Peter Rüegg | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Aufräumen? Nicht ohne Helfer
19.10.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Einzelne Rezeptoren auf der Arbeit
19.10.2017 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Im Focus: Neutron star merger directly observed for the first time

University of Maryland researchers contribute to historic detection of gravitational waves and light created by event

On August 17, 2017, at 12:41:04 UTC, scientists made the first direct observation of a merger between two neutron stars--the dense, collapsed cores that remain...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Aufräumen? Nicht ohne Helfer

19.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Neue Biotinte für den Druck gewebeähnlicher Strukturen

19.10.2017 | Materialwissenschaften

Forscher studieren molekulare Konversion auf einer Zeitskala von wenigen Femtosekunden

19.10.2017 | Physik Astronomie