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DIE Ex-PRESS Berufsinformation des DSV e.V. | Wissenswertes Chancen: RNA-Interferenz schützt Kartoffelpflanzen Wissenschaftler des Max-Plank-Instituts erforschen die Grundlage für zukunfts- weisende neue Strategien in der Schäd- lingsbekämpfung. Da Insekten zunehmend Resistenzen gegenüber chemischen Pesti- ziden und auch biologischen Mitteln wie Bt-Toxinen entwickeln, stellt die RNAi- Technologie eine zukunftsweisende Stra- tegie in der Schädlingsbekämpfung dar. Die Methode ermöglicht gezielten Schutz ohne Chemikalien und ohne die Produktion fremder Proteine in der Pflanze. In der Vergangenheit haben Wissenschaftler be- reits Pflanzen so verändert, dass sie dsRNAs ge- gen bestimmte Insekten produzierten. „Dies hat die Pflanzen aber nicht vollständig geschützt“, erklärt Ralph Bock vom Max-Planck-Institut für molekulare Pflanzenphysiologie. „Schuld daran ist das pflanzeneigene RNAi-System, das die An- sammlung größerer Mengen fremder dsRNA ver- hindert. Als mögliche Lösung dieses Problems erschien uns die Produktion von dsRNA in den Chloroplasten.“ Diese Zellorganellen stammen von ursprünglich frei lebenden Cyanobakterien ab, einer Gruppe von Einzellern, die kein RNAi- System besitzen. Die Forscher um Ralph Bock entschieden sich deshalb dafür, sogenannte transplastomische Pflanzen herzustellen. Das sind Pflanzen, bei denen nicht das Kerngenom, sondern das Ge- nom der Chloroplasten gentechnisch verändert wird. Als Zielorganismus für die dsRNA wählten die Wissenschaftler den Kartoffelkäfer aus. „Mit Hilfe der Chloroplastentransformation ist es uns gelungen, Kartoffelpflanzen herzustellen, die große Mengen langer dsRNAs stabil in den Chlo- roplasten anreichern“, so Ralph Bock. „Fressen Larven transplastomische Kartof- felblätter, deren dsRNA gegen das Aktin-Gen des Käfers gerichtet ist, sterben sie innerhalb von fünf Tagen zu 100 Prozent“, erklärt Sher Afzal Khan aus Jena. Das Aktin-Gen codiert die In- formation für ein Strukturprotein, das für die Stabilität der Zellen unverzichtbar ist. Die ak- tuellen Ergebnisse zeigen, dass der Wechsel von der Transformation des Kerngenoms zur Trans- formation des Chloroplastengenoms die bisher bestehenden Hürden beim Einsatz von RNAi im Pflanzenschutz überwindet. Nach Auskunft von Prof. Ralph Bock ist da- von auszugehen, dass die neue Methode auch für viele andere Schädlinge anwendbar ist. Die- ser neue Ansatz wäre nun mit dem Kartoffelkä- fer getestet, theoretisch gäbe es zunächst kei- ne Beschränkungen in der Übertragbarkeit auf weitere Schädlinge, auch Schadpilze oder Schne- cken, wie uns Prof. Ralph Bock darüber hinaus auf unsere Nachfrage hin erklärte. Details finden sich unter: www.mpimp-golm.mpg.de/ Fotos: ©MPI f. chemische Ökologie/Sher Afzal Khan Fütterungsexperiment mit abgetrennten Kartoffelblättern: Dargestellt sind Wild- typ-Blätter im Vergleich mit Blättern einer Pflanze, bei der die DNA der Chloro- plasten verändert wurde. Auf diesen Blättern, die täglich durch neue ersetzt wurden, hatten Kar- toffelkäferlarven im ersten Larvenstadium an drei aufeinander- folgenden Tagen jeweils 24 Stunden lang gefressen. Schützen & Erhalten · Juni 2015 · Seite 67